Depuis qu’il a été utilisé pour ses propriétés magnétiques dans les aciers magnétiques en 1917, le cobalt est présent dans de nombreux types importants d’aimants qui couvrent une gamme d’applications.

En général, il existe deux classes de substances magnétiques, les aimants durs et les aimants doux. Les aimants doux ont une faible coercivité et ne conservent donc pas le magnétisme induit par un champ magnétique s’il est supprimé. En revanche, les aimants durs ont une coercivité élevée et peuvent être magnétisés en permanence par l’application d’un champ magnétique.

Amagnétisme doux

Le cobalt est principalement utilisé dans les aimants durs cependant certains alliages de cobalt à magnétisme doux sont également utilisés. Ces alliages contiennent du cobalt et du fer avec du vanadium ajouté pour améliorer la ductilité.

Les alliages magnétiques doux à base de cobalt présentent des avantages par rapport aux autres aimants doux en ce qu’ils ont un point de saturation élevé, ont une bonne perméabilité dans les champs magnétiques et ont un point de Curie élevé de 950-990oC ce qui fait que les propriétés magnétiques ne sont pas altérées sous des températures de 500oC.

Aimants durs

Aluminium-nickel-cobalt

L’un des premiers aimants permanents modernes créés a été l’aimant aluminium-nickel-fer (Al-Ni-Fe) en 1932, à Tokyo. Vingt ans de développement ont suivi, au cours desquels on a découvert que l’ajout de cobalt améliorait considérablement les propriétés, d’où la série d’alliages aluminium-nickel-cobalt (Al-Ni-Co). Depuis lors, la série d’alliages a été développée avec des modifications de traitement qui ont permis d’ajouter des propriétés bénéfiques. Bien que des aimants plus puissants soient maintenant disponibles dans les classes de terres rares, les aimants Alnico sont toujours utilisés dans les capteurs et dans les moteurs.

Samarium-cobalt

Dans les années 1960, les composés cobalt – terres rares ont été postulés comme étant des matériaux d’aimant dur prometteurs. En 1970, des aimants en samarium-cobalt (Sm-Co) ont été produits par frittage et se sont rapidement imposés sur le marché. L’amélioration des performances était importante et similaire à celle observée lors du passage des aimants en acier à ceux en Al-Ni-Co. Cette nouvelle technologie a conduit à d’autres innovations dans les domaines de l’instrumentation, des téléphones, de l’électronique et des moteurs. Bien que toujours utilisés, les aimants néodyme-fer-bore (Nd-Fe-B) ont pris leur place en raison de leur plus grande puissance, de leur moindre coût et de leur plus grande polyvalence.

Néodyme-fer-bore

Les aimants Nd-Fe-B ont été développés en 1983 et représentaient une énergie magnétique décuplée par rapport au Sm-Co. Là encore, l’amélioration des propriétés du matériau magnétique a permis de grandes avancées technologiques dans d’autres secteurs, notamment les moteurs, les lecteurs de disques, l’imagerie par résonance magnétique et les moteurs à haut rendement. Malgré les fortes propriétés du matériau, des faiblesses étaient encore présentes dans l’instabilité thermique et la faible résistance à la corrosion. Des techniques de revêtement ont été employées pour surmonter ces caractéristiques, ce qui a été largement réalisé grâce à l’ajout de cobalt. Par rapport à l’Al-Ni-Co, la teneur en cobalt reste cependant faible, les aimants Nd-Fe-B n’en contenant qu’environ 1-5%.