Comment prévenir la corrosion des aimants

Les aimants jouent un rôle crucial dans des millions d'applications actuelles, qu'il s'agisse d'appareils grand public ou d'équipements. Ils sont toutefois vulnérables à l'environnement, qui peut compromettre leur fonctionnement. La corrosion en est un exemple. Les aimants s'affaiblissent, s'écaillent, voire tombent complètement en panne s'ils ne sont pas protégés.

Pourquoi les aimants rouillent-ils ?

La corrosion est simplement une réaction chimique entre le matériau de l'aimant et l'environnement. Dans le cas de la plupart des aimants, cette réaction implique de l'eau, de l'oxygène ou des produits chimiques, qui peuvent affecter la surface de l'aimant et compromettre sa composition. Les aimants en terres rares comme le néodyme contiennent du fer et du bore, des matériaux extrêmement réactifs à l'eau et à l'oxygène. Lorsqu'ils sont exposés à l'air humide ou à l'eau salée, ces aimants peuvent rouiller, se piquer ou s'oxyder en surface.

Les facteurs qui contribuent à ce phénomène sont les suivants :

- Le contact avec l'eau ou une forte humidité, qui accélère l'oxydation.

- Les atmosphères marines à forte teneur en sel ou en acide, qui augmentent la réactivité chimique de la surface de l'aimant.

- Les variations thermiques, qui provoquent des microfissures dans les revêtements ou les matériaux, permettant la pénétration de l'eau.

La corrosion, même légère, peut compromettre la force magnétique, induire des interférences d'ajustement dans les assemblages mécaniques ou anéantir des composants électroniques sensibles. Comprendre les causes de la corrosion permet d'améliorer la prévention.

Prévention de la corrosion des aimants

Il existe toute une série de techniques pour empêcher la corrosion des aimants. Ces techniques vont des revêtements aux contrôles environnementaux et aux pratiques d'entretien.

1. Utiliser des revêtements protecteurs

Les revêtements constituent le moyen le plus courant et le plus efficace de protéger les aimants contre les agents corrosifs. Les revêtements les plus connus sont les suivants

- Placage nickel-cuivre-nickel (Ni-Cu-Ni) : C'est le revêtement le plus courant pour les aimants au néodyme. Il s'agit d'un revêtement métallique dur qui résiste à l'oxydation, à l'humidité et aux produits chimiques légers. Il peut être appliqué dans des environnements humides et industriels.

- Revêtement époxy : Revêtement polymère offrant une excellente protection contre l'humidité et le contact chimique. L'époxy est largement utilisé dans l'électronique, les moteurs et les endroits où il y a contact avec l'eau.

-Placage zinc ou or : Ces revêtements offrent une protection moindre dans les environnements plus doux. Le zinc est sacrificiel, c'est-à-dire qu'il se corrode de préférence pour protéger l'aimant sous-jacent, tandis que l'or résiste presque entièrement à la corrosion, mais il est coûteux et utilisé principalement dans l'électronique.

2. Contrôler l'exposition à l'environnement

Il est essentiel de limiter l'exposition d'un aimant aux éléments corrosifs. Les principales pratiques sont les suivantes

-Contrôle de l'humidité : Contrôler l'humidité : stocker les aimants dans un endroit sec et climatisé.

-Scellage ou encapsulation : Envelopper les aimants dans des boîtiers de protection, des boîtiers en plastique ou des revêtements en résine, en particulier dans des conditions marines, météorologiques ou d'humidité élevée.

3. Utiliser une protection cathodique

Pour les aimants particulièrement sensibles, des revêtements sacrificiels peuvent être utilisés. Il s'agit d'une couche externe d'un métal qui se corrode avant que l'intégrité de l'aimant ne soit compromise. Moins courante dans les produits ménagers, cette méthode est utilisée dans les environnements industriels ou marins de niche.

4. Inspection et entretien réguliers

Une inspection régulière permet d'identifier rapidement les dommages causés par la corrosion et le revêtement. Les directives d'entretien sont les suivantes

-Nettoyer les surfaces pour éliminer la poussière, le sel ou les résidus chimiques.

-Repeindre les revêtements ou remplacer les aimants présentant une rouille ou une usure visible.

-Vérifier les conditions environnementales pendant le stockage ou l'utilisation afin d'éviter les dommages.

Quels sont les matériaux des aimants ?

Le matériau de l'aimant a un impact très important sur la sensibilité à la corrosion. La connaissance des propriétés des matériaux permet une sélection intelligente en fonction des conditions environnementales et des besoins de l'application.

-Néodyme-Fer-Bore (NdFeB) : Les aimants les plus puissants produits dans le commerce, mais extrêmement sensibles à la corrosion en raison de leur teneur en fer. Les revêtements protecteurs sont essentiels.

- Samarium-Cobalt (SmCo) : Naturellement plus résistant à l'oxydation et à la corrosion. Ils conviennent mieux aux applications aérospatiales, marines ou à haute température.

- Aimants en ferrite: Composés d'oxydes de fer, les aimants en ferrite sont par nature résistants à la corrosion. Ils conviennent aux conditions extérieures ou humides, mais sont plus faibles que les aimants en terres rares.

- Aimants en plastique ou à liant polymère : Enveloppés dans du plastique, ces aimants n'entrent pas en contact direct avec les produits chimiques et l'humidité, offrant un équilibre entre la protection et une résistance acceptable.

Tableau récapitulatif : Prévention efficace de la corrosion pour les aimants

Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Conclusion

La corrosion pose un grave problème pour les aimants, en particulier pour les aimants à haute performance. Grâce à l'incorporation de revêtements protecteurs, à la sélection des matériaux, au contrôle de l'environnement et à un entretien régulier, il est possible de prolonger considérablement la durée de vie des aimants et d'en garantir les performances.

Questions fréquemment posées

Pourquoi les aimants se corrodent-ils ?

La corrosion résulte de la réaction des matériaux magnétiques avec l'oxygène, l'humidité ou les produits chimiques, ce qui entraîne une détérioration de la surface et une perte de performance.

Tous les aimants sont-ils sensibles de la même manière ?

Non. Les aimants en néodyme sont très sensibles, mais les aimants en ferrite et en samarium-cobalt ont une plus grande résistance naturelle.

Quel est le meilleur revêtement pour la protection ?

Le nickelage offre une meilleure durabilité dans les environnements difficiles, tandis que la résine époxy convient pour une protection moyenne contre l'humidité et les produits chimiques.

Les dommages causés par la corrosion sont-ils réversibles ?

La corrosion n'est pas réversible. Des mesures préventives et des traitements initiaux doivent être pris pour protéger les aimants.

Comment les contrôles environnementaux minimisent-ils la corrosion ?

L'humidité, la température et l'exposition aux produits chimiques sont réglementées afin de limiter les réactions de décomposition qui détériorent les surfaces des aimants.