Sélecteur de température pour aimants

Comment le sélecteur décide

Pour chaque matériau, l'outil compare votre température continue maximale à la limite continue et, si vous en indiquez un, votre pic de courte durée au maximum de la fiche technique. Un matériau est marqué Adapté lorsque la marge atteint au moins la marge de planification pour les deux vérifications, À vérifier lorsqu'il se situe au-dessus de votre température mais avec une marge inférieure à celle recommandée, et Non adapté lorsque la limite est inférieure à votre température. Le même test est appliqué côté froid, selon le comportement à basse température de chaque matériau.

La marge de planification est notre propre règle empirique d'ingénierie, et non une norme : 10 K pour un aimant favorable (épais, ou dans un circuit fermé en acier), 20 K pour un aimant libre typique, 40 K pour un aimant mince et plat à l'air libre, et 20 K supplémentaires en présence d'un champ opposé. Un aimant à faible coefficient de perméance travaille plus bas sur sa courbe de désaimantation et perd donc davantage à température égale. Les fabricants indiquent également que la température de fonctionnement maximale dépend du circuit dans lequel l'aimant travaille [1].

Maximum de la fiche technique et fonctionnement continu

Les fabricants indiquent une seule température d'utilisation maximale par suffixe de nuance. C'est une valeur indicative générale, et non une limite exacte : elle dépend de la forme de l'aimant et de son circuit magnétique, et cette seule valeur n'indique pas combien de temps l'aimant peut rester à cette température [9], [10]. Par exemple, un aimant N42H est couramment donné pour 120 °C, mais cela suppose un rapport longueur/diamètre supérieur à environ 0,7 ; avec un point de fonctionnement plus bas, la limite utilisable peut descendre à environ 75 °C [10].

Le NdFeB fritté présente aussi des pertes dans le temps : à température élevée constante, le flux continue de diminuer lentement, à peu près en fonction du logarithme du temps. Dans une thèse de doctorat portant sur quatre matériaux NdFeB frittés à un coefficient de perméance de 1,1, la perte extrapolée sur 30 ans n'est restée inférieure à 1 % qu'en dessous d'une température critique d'environ 80, 130, 160 et 220 °C pour des matériaux de coercivité croissante (1 240 ; 1 540 ; 1 900 et plus de 3 000 kA/m). Au-delà, les pertes augmentaient avec la température : un matériau à 100 °C perdait environ 5 % après une heure et près de 10 % sur 30 ans [8]. En rapprochant ces coercivités des valeurs typiques des suffixes par interpolation (méthode qui nous est propre, donnée à titre indicatif seulement), on situe les températures critiques environ 10 à 40 K en dessous de la valeur nominale du suffixe.

C'est pourquoi le sélecteur demande deux températures. Le pic de courte durée maximal est comparé au maximum de la fiche technique. La température continue maximale (24 h/24) est comparée au maximum de la fiche technique diminué de 20 K, auquel s'ajoute la même marge de planification. La réduction de 20 K est notre règle de planification prudente, et non une norme publiée. Elle est appliquée à tous les matériaux par souci de simplicité, bien que les données à long terme pour les matériaux autres que le NdFeB soient moins documentées. Pour un service continu proche de la limite, choisissez un suffixe de coercivité plus élevée et demandez au fabricant les courbes de désaimantation et les données à long terme à votre température. Exemple : pour un aimant libre typique à 120 °C en continu, le maximum de la fiche technique doit être d'au moins 160 °C (120 + 20 + 20) ; SH (150) affiche donc À vérifier et UH (180) affiche Adapté.

Données utilisées

α(Br) est le coefficient de température réversible de la rémanence. Les valeurs sont typiques et diffèrent selon les nuances et les fournisseurs. Les valeurs nominales sont des chiffres de fabricants donnés à titre de référence et peuvent différer d'un fournisseur à l'autre : par exemple, un fournisseur de ferrite indique 225 °C pour toutes ses nuances [5], et le suffixe NdFeB le plus élevé (AH) n'est proposé que par certains producteurs.

Pourquoi le côté froid compte aussi

Le NdFeB fritté subit une réorientation de spin à environ −138 °C (135 K) ; en dessous, le flux peut chuter jusqu'à environ 14 %, de façon réversible au réchauffement [7]. La ferrite se comporte à l'inverse des autres aimants : sa coercivité diminue quand la température baisse ; à environ −60 °C, elle a perdu à peu près un tiers de sa valeur à température ambiante et une légère perte irréversible de flux est signalée [7]. Les bandes et rubans flexibles sont testés jusqu'à −40 °C [6].

Points de départ pour un service continu avec un aimant libre typique et la marge de planification de 20 K : 60 °C oriente vers M, 85 °C vers SH, 120 °C vers UH et 150 °C vers EH ; vers 250 °C en continu, on s'oriente vers le Sm₂Co₁₇, et pour les pièces proches d'un four à 400 °C vers l'AlNiCo. Ce sont des points de départ, qui ne remplacent pas la fiche technique.

Références

1. [1] Eclipse Magnetics Ltd. (s.d.). Sintered Neodymium Iron Boron (NdFeB) Magnets [Fiche technique]. Sheffield, Angleterre. https://www.eclipsemagnetics.com/site/assets/files/2399/neodymium_grades_data.pdf
2. [2]  Arnold Magnetic Technologies. (2015). Temperature effects on magnetic output (TECHNotes TN 0303, rev. 2015a). https://www.arnoldmagnetics.com/wp-content/uploads/2017/10/TN_0303_rev_150715.pdf
3. [3]  Eclipse Magnetics Ltd. (s.d.). Technical data sheet: Samarium cobalt magnets, SmCo magnets. https://www.eclipsemagnetics.com/site/assets/files/19544/eclipsemagnetics_smco_datasheet.pdf
4. [4]  Eclipse Magnetics Ltd. (s.d.). Alnico magnets: Data sheet. https://www.eclipsemagnetics.com/site/assets/files/22210/eclipsemagnetics_alnico_data_sheet.pdf
5. [5]  Goudsmit Magnetics. (2025). Goudsmit ferrite grade system [Nuances disponibles chez Goudsmit, 22 août 2025]. https://www.goudsmitmagnetics.com/uploads/pdf/ferrite_grades_available_at_goudsmit_20250822_4120.pdf
6. [6]  Arnold Magnetic Technologies. (2025). Plastiform datasheet (US). https://www.arnoldmagnetics.com/wp-content/uploads/2025/05/Plastiform-Datasheet-US-2025.pdf
7. [7]  Trout, S. R., & Constantinides, S. (2015). Using permanent magnets at low temperature (TECHNotes TN 0302, rev. 2015a; œuvre originale de 2003). Arnold Magnetic Technologies. https://www.arnoldmagnetics.com/wp-content/uploads/2017/10/TN_0302_rev_150715.pdf
8. [8]  Haavisto, M. (2013). Studies on the time-dependent demagnetization of sintered NdFeB permanent magnets (Publication 1180) [Thèse de doctorat]. Tampere University of Technology. https://neorem.fi/wp-content/uploads/2023/01/Studies-on-the-Time-Dependent-Demagnetization-of-Sintered-NdFeB-Permanent-Magnets.pdf
9. [9]  K&J Magnetics, Inc. (s.d.). Temperature and neodymium magnets. https://www.kjmagnetics.com/blog/temperature-and-neodymium-magnets
10. [10]  Liu, J. (2016). Some design considerations using permanent magnets. Magnetics Magazine. https://magneticsmag.com/some-design-considerations-using-permanent-magnets/