Physique des alliages magnétiques doux
Alliages fer-nickel et fer-cobalt - Propriétés magnétiques

1 - Physique des alliages magnétiques doux

• 1.1 - Ferromagnétisme
• 1.2 - Structures magnétiques
  Figure 1 - Comportement ferromagnétique
• 1.3 - Aimantation sous champ lentement variable
  Figure 2 - Structure magnétique idéalisée dans un matériau polycristallin Figure 3 - Variation de l’induction B avec le champ appliqué H dans un matériau ferromagnétique
• 1.4 - Aimantation en champ alternatif
  Figure 4 - Perméabilités relatives à différentes inductions d’un alliage Permimphy 6 en fonction de la fréquence f du champ d’excitation Tableau 1

2 - Physico-chimie des alliages magnétiques doux

• 2.1 - Principales constantes électromagnétiques
• 2.2 - Imperfections des alliages commerciaux
• 2.3 - États de recristallisation et textures
• 2.4 - Ordre
• 2.5 - Facteurs extérieurs : température, contraintes
  Figure 5 - Influence de la teneur en carbone sur la perméabilité relative d’impédance à 40 · 10– 4 T sur deux alliages FeNi usuels Figure 6 - Variation de la perméabilité avec la température pour deux alliages fer-nickel

3 - Caractéristiques générales des alliages FeNi

• 3.1 - Diagramme de phase et ses conséquences
  Figure 7 - Diagramme de phase des alliages binaires FeNi
• 3.2 - Quelques propriétés physiques
  Figure 8 - Coefficient de dilatation des FeNi en fonction de la teneur en Ni
• 3.3 - Constantes électromagnétiques
  Figure 9 - Résistivité électrique des alliages FeNi à différentes températures, en fonction de la teneur en Ni Figure 10 - Aimantation Js à saturation des alliages FeNi suivant la teneur en Ni Figure 11 - Anistropie magnétocristalline K1 des alliages FeNi en fonction de la teneur en Ni
• 3.4 - Rôle de quelques éléments d’addition
  Figure 12 - Coefficients de magnétostriction des alliages FeNi suivant les axes [100] et [111], en fonction de la teneur en Ni Figure 13 - Constante d’anisotropie induite Ku de quelques alliages FeNi pour différents recuits sous champ magnétique Figure 14 - Variation de l’aimantation à saturation Js de divers alliages FeNi avec la concentration en Mo Figure 15 - Variation de la résistivité de divers alliages FeNi avec la concentration en Mo Figure 16 - Variation de la résistivité des alliages Fe20-Ni80 avec la teneur en Cr
• 3.5 - Principales familles d’alliages industriels

4 - Alliages FeNi pour l’électrotechnique miniaturisée

• 4.1 - Alliages pour compensation thermique
  Figure 17 - Principe de la stabilisation thermique des aimants Figure 18 - Variation de la température de Curie des alliages FeNi en fonction de la teneur en Ni
• 4.2 - Alliages pour la téléphonie
  Figure 19 - Aimantation à saturation Js au voisinage de la température de Curie de différents alliages FeNi pour compensation Tableau 2
• 4.3 - Alliages à hautes perméabilités à l’état massif
• 4.4 - Alliages à hautes perméabilités en bandes minces
• 4.5 - Alliages à propriétés spécifiques associées aux propriétés magnétiques
  Tableau 3

5 - Alliages FeNi à très hautes perméabilités

• 5.1 - Alliages à anisotropies évanescentes
• 5.2 - Alliages Fe45-Ni55 recuits sous champ magnétique
  Figure 20 - Évolution de la perméabilité et du rapport Br /Bm au cours des traitements sous champ magnétique d’un alliage Fe45‐Ni55 Tableau 4 Tableau 5
• 5.3 - Alliages Fe15-Ni80-Mo5
  Figure 21 - Blindage magnétique : principe Figure 22 - Anisotropie et magnétostriction des alliages FeNiMo (Cu) à 20 oC
• 5.4 - Alliages FeNiMo stables en température
• 5.5 - Nuances dérivées de Fe15-Ni80-Mo5
  Figure 23 - Évolution de l’anisotropie et de la perméabilité en fonction de la température de mesure pour un FeNiMo (Permimphy) traité à différentes températures de recuit Figure 24 - Usure de deux alliages FeNi par une bande magnétique

6 - Alliages à cycles d’hystérésis spéciaux

• 6.1 - Alliages à cycle d’hystérésis rectangulaire
  Tableau 6
• 6.2 - Alliages à cycle couché
  Figure 26 - Cycle impulsionnel : schéma Tableau 7
• 6.3 - Alliages à cycles d’hystérésis couché pour dispositifs de sécurité
  Tableau 8
• 6.4 - Poudres métalliques
  Figure 27 - Perméabilité maximale des alliages FeNiMo en fonction du rapport Br /Bm pour différentes conditions de recuit sous champ transverse (temps et température) Tableau 9
• 6.5 - Alliages à plusieurs fonctions

7 - Alliages FeCo magnétiquement doux

• 7.1 - Caractéristiques générales
  Figure 28 - Diagramme d’équilibre des alliages FeCo Figure 29 - Aimantation Js à saturation et résistivité électrique des alliages FeCo en fonction de la teneur en Co Figure 30 - Anisotropie magnétocristalline K1 des alliages FeCo en fonction de la teneur en Co Figure 31 - Coefficients de magnétostriction des alliages FeCo en fonction de la teneur en Co
• 7.2 - Principales nuances de FeCo doux
  Figure 32 - Variation de la résistivité de l’alliage Fe50-Co50 avec additions de chrome et de vanadium Tableau 10

8 - Alliages magnétiques doux issus d’une structure amorphe

• 8.1 - Caractères généraux des alliages métalliques amorphes
• 8.2 - Propriétés magnétiques des amorphes riches en colbalt
  Figure 33 - Constante de magnétostriction à 20 oC en fonction de la concentration x pour différents matériaux amorphes [Co (1 – x ) Fex ] 75 Si15 B10 Figure 34 - Perméabilité maximale à 50 Hz en fonction de la température de recuit pour le matériau amorphe [Co67 Fe4 Mo1,5 (BSi) 27] Tableau 11
• 8.3 - Rubans nanocristallins
  Tableau 12 Tableau 13

9 - Alliages FeCo semi-rémanents

• 9.1 - Généralités
• 9.2 - Alliages semi-rémanents à durcissement par précipitation
  Tableau 14
• 9.3 - Aimants formables FeCoCr
  Figure 35 - Diagramme de phase des alliages de type Vicalloy Figure 36 - Champ coercitif pour différentes teneurs en vanadium Figure 37 - Induction rémanente pour différentes teneurs en vanadium Figure 38 - Champ coercitif d’un alliage AFK 584 (Fe36 Co52 V8 Cr4) pour différents traitements thermiques de 1 heure Figure 39 - Courbes de désaimantation de bandes et de fils en alliage AFK 584 Figure 40 - Courbes de désaimantation du FeCoCr (10 % Co) recuit Tableau 15