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Métaux attirés par un aimant



  1. #1
    citron_21

    Métaux attirés par un aimant


    ------

    bonjour,
    j'ai récemment constaté que beaucoup de métaux (type alu, argent, plomb) n'étaient pas attirés par un aimant, alors que d'autres (type fer) étaient attirés. le problème est que je pensais auparavant que le fait d'être attiré par un aimant était la caractéristique d'un métal quelconque... Comment s'appelle cette propriété ? Comment peut-on expliquer que certains métaux ne sont pas attirés ?

    Merci d'avance

    -----
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

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  3. #2
    Cassano

    Re : Métaux attirés par un aimant

    A vrai dire il n'y a que trois métaux "aimantables" (sais pas si ca se dit...) : le fer, le cobalt et le nickel. On dit qu'ils sont ferromagnétiques (après, il y a des alliages et quelques terres rares, mais en industrie c'est surtout ces trois la).

    Après, les autres matériaux ont une aimantation très faibles : paramagnétiques si le champ résultant est dans le sens du champ d'aimantation, diamagnéiques sinon.

    Les propriétés magnétiques ou non d'un matériau sont liées à ce qu'on appelle le tenseur perméabilité magnétique .
    "Vous qui entrez, laissez toute espérance" Dante

  4. #3
    mach3

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Tout matériau va réagir à un champ magnétique si celui-ci atteint une certaine puissance.

    Les matériaux diamagnétique repoussent les lignes de champ magnétique et sont donc repoussé par les aimants, cela concerne la majorité des matériaux. Cette répulsion étant très très faible on ne la remarque pas dans la vie de tous les jours, c'est pourtant grâce à elle qu'on fait léviter des grenouilles, grâce à de très fort champs magnétiques

    Les matériaux paramagnétiques attirent les lignes de champ et sont donc attirés par les aimants (faiblement)

    Les matériaux ferromagnétique attirent fortement les lignes de champ et en plus conservent une aimantation (un champ magnétique propre, il deviennent à leur tour des aimants), parfois faible (fer doux, inox), parfois forte (acier) quand le champ est supprimé

    Ces propriétés sont due aux interactions entre les spins des électrons du matériaux. Ceux-ci on tendance à s'aligner ou pas avec l'application d'un champ magnétique.

    Un diamagnétique à tout ses électrons appariés, donc autant de spin up que de spin down, les lignes de champ n'arriveront que peu à le pénétrer car les spins ne peuvent s'aligner sur le champ (si la moitié s'aligne l'autre sera antiparallèle).

    Un paramagnétique à des électrons non appariés qui seront donc sensible au champ. Pour les ferro cela devient plus compliqué (et il y a aussi les antiferro, les ferri...)

    m@ch3
    Dernière modification par mach3 ; 08/08/2008 à 16h21.
    Never feed the troll after midnight!

  5. #4
    citron_21

    Re : Métaux attirés par un aimant

    merci de ta réponse rapide.
    Qu'est-ce que tu appelle "les propriétés magnétiques" que définissent le tenseur de perméabilité magnétique ? l'aimantation ? la polarisation ?
    laquelle de l'espèce paramagnétique et diamagnétique est la plus 'aimantable' ?
    dernière question, quelle est l'unité du tenseur de perméabilité magnétique ?

    merci d'avance
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  6. #5
    citron_21

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    Tout matériau va réagir à un champ magnétique si celui-ci atteint une certaine puissance.

    Les matériaux diamagnétique repoussent les lignes de champ magnétique et sont donc repoussé par les aimants, cela concerne la majorité des matériaux. Cette répulsion étant très très faible on ne la remarque pas dans la vie de tous les jours, c'est pourtant grâce à elle qu'on fait léviter des grenouilles, grâce à de très fort champs magnétiques

    Les matériaux paramagnétiques attirent les lignes de champ et sont donc attirés par les aimants (faiblement)

    Les matériaux ferromagnétique attirent fortement les lignes de champ et en plus conservent une aimantation (un champ magnétique propre, il deviennent à leur tour des aimants), parfois faible (fer doux, inox), parfois forte (acier) quand le champ est supprimé

    Ces propriétés sont due aux interactions entre les spins des électrons du matériaux. Ceux-ci on tendance à s'aligner ou pas avec l'application d'un champ magnétique.

    Un diamagnétique à tout ses électrons appariés, donc autant de spin up que de spin down, les lignes de champ n'arriveront que peu à le pénétrer car les spins ne peuvent s'aligner sur le champ (si la moitié s'aligne l'autre sera antiparallèle).

    Un paramagnétique à des électrons non appariés qui seront donc sensible au champ. Pour les ferro cela devient plus compliqué (et il y a aussi les antiferro, les ferri...)

    m@ch3
    ok, merci.
    deux choses :
    - tu dis qu'un matériau diamagnétique a tous ses électrons appareillés. Je suis d'accord, mais je n'ai jamais vu pour autant un métal (diamagnétique) repousser un aimant... Quel genre de métal cela concerne-t-il ?
    -les matériaux ferro se comportent comme les paramagnétiques (attirent les lignes de champ magnétique, car électrons non appareillés). Cependant, lorsqu'on retire l'aimant, le matériau s'est alors aimanté (produit des lignes de champ). Donc un pôle + et un pôle - ? Je n'ai jamais vu qu'en approchant un aimant d'une plaque d'acier, et en le retirant ensuite, la plaque pouvait a son tour attirer du fer ou de l'acier ?

    merci d'avance
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Cassano

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Bon ben les réponses à tes premières questions ont été donné (et plus précisément que je n'aurai pu le faire par mach3.

    Pour ce qui est de l'unité du tenseur de perméabilité magnétique, je me rappelle jamais. C'est un peu comme celui de permittivité électrique, m'en souvient jamais non plus... si on te demande, t'a qu'a dire SI . Sinon si tu veux vraiment le savoir, wiki est ton ami...
    "Vous qui entrez, laissez toute espérance" Dante

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  10. #7
    mach3

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Je suis d'accord, mais je n'ai jamais vu pour autant un métal (diamagnétique) repousser un aimant... Quel genre de métal cela concerne-t-il ?
    heureusement que j'ai précisé que c'était trèsn faible et que ça ne se voyait pas dans la vie de tous les jours, mais seulement avec des champ magnétique très puissants.

    En tout cas accroche toi, tu es diamagnétique

    Donc un pôle + et un pôle - ? Je n'ai jamais vu qu'en approchant un aimant d'une plaque d'acier, et en le retirant ensuite, la plaque pouvait a son tour attirer du fer ou de l'acier ?
    Pourtant cela existe, c'est étonnant que tu l'aies jamais remarqué, par exemple avec la pointe de certains tournevis cruciformes.

    En tout cas je précise bien, le paramagnétisme c'est un effet faible comme le diamagnétisme. Le ferromagnétisme c'est un truc qui se rajoute par dessus. L'aimantation d'un ferromagnétique est souvent trop faible pour être perçue (on parle de ferromagnétique doux) : en dehors du fait qu'il est très bien attiré par un aimant son aimantation spontanée passe souvent inapperçu. Mais un aimant est un ferromagnétique par exemple.

    D'ailleurs si tu chauffes un aimant à haute température où que tu le soumets à un champ opposé d'une certaine valeur il va perdre son aimantation. Il suffira de la mettre en contact avec un autre aimant pour qu'il retrouve cette aimantation.

    Fait une recherche sur ferromagnétisme, sur wikipedia par exemple

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  11. #8
    danyvio

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Citation Envoyé par Cassano Voir le message
    A vrai dire il n'y a que trois métaux "aimantables" (sais pas si ca se dit...) : le fer, le cobalt et le nickel. On dit qu'ils sont ferromagnétiques (après, il y a des alliages et quelques terres rares, mais en industrie c'est surtout ces trois la).

    .
    Cobalt ? N'est-ce pas plutôt le chrome ?
    On trouve des chercheurs qui cherchent ; on cherche des chercheurs qui trouvent !

  12. #9
    citron_21

    Re : Métaux attirés par un aimant

    ah d'accord ! donc c'est à cause de ce phénomène qu'il est si difficile d'encocher certains tournevis dans une vis dans ce cas précis, que se passe-t-il exactement ? est-ce la vis ou le tournevis qui agit comme une espèce diamagnétique ou ferromagnétique ? (peut-t-on parler de 2 pôles opposés + et -, pour une aimantation de ce type ?

    Merci d'avance
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  13. #10
    mach3

    Re : Métaux attirés par un aimant

    donc c'est à cause de ce phénomène qu'il est si difficile d'encocher certains tournevis dans une vis
    Oui, si une vis aimantée a créer une aimantation dans un sens au tourne-vis, il repoussera une vis d'aimantation contraire (ou elle se retournera pour que le bon pole fasse face au tournevis si cela est possible). Il s'agit de ferromagnétisme comme je l'ai déjà précisé.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  14. #11
    Cassano

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Citation Envoyé par danyvio Voir le message
    Cobalt ? N'est-ce pas plutôt le chrome ?
    Non non je confirme c'est le cobalt. c'est facile a retenir, y'en a que trois, ils sont collés et au milieu de la table périodique...
    "Vous qui entrez, laissez toute espérance" Dante

  15. #12
    danyvio

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Citation Envoyé par Cassano Voir le message
    Non non je confirme c'est le cobalt. c'est facile a retenir, y'en a que trois, ils sont collés et au milieu de la table périodique...
    OK, après vérif, c'est bien le cobalt
    On trouve des chercheurs qui cherchent ; on cherche des chercheurs qui trouvent !

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  17. #13
    LPFR

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Bonjour,
    Je suis d'accord que les trois métaux "courants" ferromagnétiques sont le fer, nickel et cobalt. Mais il y a au moins deux autres, que vous ne risquez pas de trouver facilement et qui sont aussi ferromagnétiques. Il s'agit du gadolinium et du dysprosium, deux métaux des terres rares.

    Pour ajouter à la curiosité, le bismuth est faiblement repoussé par les aimants.
    Au revoir.

  18. #14
    citron_21

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Ca s'explique qu'il n'y ait que ces 3 la ? parce que nombre d'autres éléments chimiques ont des électrons de valence non appareillés... Pour le bismuth, il y a faible répulsion ? cela s'explique aussi qu'il n'y ait que lui ? je pensais avant que les matériaux diamagnétiques (qui repoussent les champs magnétiques) sont tels parce que leurs électrons sont appareillés...

    merci d'avance
    "Lorsque deux forces sont jointes, leur efficacité est double", Isaac Newton

  19. #15
    Pio2001

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Citation Envoyé par citron_21 Voir le message
    Je n'ai jamais vu qu'en approchant un aimant d'une plaque d'acier, et en le retirant ensuite, la plaque pouvait a son tour attirer du fer ou de l'acier ?
    Moi si. J'avais un aimant de quelques centimètres qui provenait d'un jouet et qui avait un champ d'action assez grand (il attirait le fer jusqu'à deux ou trois centimètres, contrairement aux aimants de frigo qui en général n'attirent que jusqu'à quelques millimètres).

    En le passant, toujours dans le même sens, le long d'une paire de ciseaux, celle-ci s'aimantait légèrement. La pointe, en contact avec une pièce de monnaie en nickel, collait légèrement à celle-ci alors que ce n'était pas le cas avant.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  20. #16
    LPFR

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Re.
    Parfaitement. Et j'ai même vu aimanter une tige de fer doux simplement en l'alignant avec le champ magnétique terrestre et en tapant dessus avec de clés. Le fait de taper dessus facilite le déplacement des frontères des domaines magnétiques.
    Évidemment la magnétisation ne pouvait être décelée qu'avec une boussole. Ce qui est logique pour du fer doux.
    A+

  21. #17
    mach3

    Re : Métaux attirés par un aimant

    Ca s'explique qu'il n'y ait que ces 3 la ? parce que nombre d'autres éléments chimiques ont des électrons de valence non appareillés...
    avoir des électrons non appariés rend ces éléments paramagnétiques (faiblement attirés par un aimant), mais il faut quelque chose en plus pour qu'ils soient ferromagnétique. C'est assez compliqué et la plupart du temps l'empilement cristallin (la façon dont les atomes sont disposés dans le métal à l'échelle microscopique) intervient. Par ailleurs il existe de nombreux alliages qui ont des propriétés ferromagnétiques (il y a aussi des ferrimagnétiques et des antiferromagnétique), et cela est toujours du à la nature de l'empilement cristallin.

    Pour le bismuth, il y a faible répulsion ? cela s'explique aussi qu'il n'y ait que lui ? je pensais avant que les matériaux diamagnétiques (qui repoussent les champs magnétiques) sont tels parce que leurs électrons sont appareillés...
    Le bismuth sous forme métallique est diamagnétique, mais pourtant avec sa dernière couche 6s2 6p3 l'atome libre doit être paramagnétique. Peut-être quelque chose au niveau des liaisons dans le métal qui apparie justement les électrons en question. Par exemple l'azote est 6s2 6p3 lui aussi mais la molécule de diazote est diamagnétique car les 2 x 3 électrons célibataire sont appariés dans 3 liaisons covalentes, ça doit être le même genre de chose pour le Bismuth (mais avec n atomes aux lieux de 2 seulement).

    Ce genre d'appariement n'a pas lieu chez la plupart des métaux de transition car les électrons non appariés sont dans la couche d, plus profonde, et ne participe pas tellement à la création de liaison (les électrons restent donc non appariés même sous forme métallique).

    m@ch3
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