Matériaux magnétiques amorphes, micro et nanocristallins

1 - Élaboration d’alliages rapidement solidifiés

• 1.1 - Phénoménologie de la solidification rapide
  Figure 1 - Processus de solidification rapide
• 1.2 - Procédés d’élaboration
  Figure 2 - Principaux procédés de solidification rapide
• 1.3 - Conditionnement final
  Figure 3 - Les trois procédés de fabrication des aimants permanents NdFeB Magnequench

2 - Structures et propriétés

• 2.1 - Matériaux à propriétés magnétiques douces
  Figure 4 - Évolution de la coercitivité en D 6 et 1/D avec la dimension D des grains de matériauxmagnétiques doux  Figure 5 - Relation dureté-coercitivité de matériaux magnétiques doux Figure 6 - Pertes massiques totales du Metglas 2605TCA (base Fe), après recuit sous H // , en fonction du niveau d’induction et de la fréquence [P t (50 Hz) ≈ 0,8 P t (60 Hz]  Figure 7 - Caractéristiques du Metglas 2714A (base Co)  Figure 8 - Variations en fonction de la température de l’aimantation à saturation µ 0  M s d’amorphes (a ) et de cristallins (c ) magnétiques  Figure 9 - Cycles d’hystérésis d’amorphes riches en Fe et Co et d’un alliage nanocristallin  Figure 10 - Évolutions du cycle d’hystérésis du Metglas 2605SC (base Fe) brut de trempe : après un recuit sous champ nul, sous champ longitudinal (H // ) ou transversal (H ⊥)  Figure 11 - Comparaison des cycles d’hystérésis (H axial) d’amorphes ( s > 0) à l’état brut de trempe  Figure 12 - Pertes d’énergie à 1T, en fonction de la fréquence, d’un ruban Fe-6,5Si recristallisé ; comparaison avec celles de tôles Fe-3Si à grains orientés de différentes épaisseurs  Figure 13 - Variations de la perméabilité relative et du facteur des pertes en fonction de la fréquence d’un alliage nanocristallin ; comparaison avec ceux d’un amorphe riche en cobalt et d’une ferrite  Figure 14 - Cycles d’hystérésis d’un alliage nanocristallin cristallisé 1 h à 540 oC sous H = 0, H // et H ⊥ [F1 (K u⊥ = 6 J/m3, µ r = 100 · 103), F2 (K u⊥ = 20 J /m3, µ r = 30 · 103)] ; F1 correspond à une cristallisation en H nul suivie d’un recuit à 350 oC sous H⊥   Figure 15 - Aimant idéal : cycles d’hystérésis (a ) d’aimantation, (b ) d’induction Figure 16 - Aimants Magnequench NdFeB : second quadrant du cycle d’hystérésis avec les courbes de recul M (H ) et B (H ), à 20 oC Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3
• 2.2 - Matériaux à propriétés magnétiques dures
  Tableau 4

3 - Applications

• 3.1 - Matériaux à propriétés magnétiques douces
  Figure 17 - Évolution des pertes massiques totales à 50 Hz, en fonction du niveau d’induction de l’alliage rapidement solidifié Fe-6,5Si, recristallisé. Comparaison avec celles d’un amorphe et de diverses nuances d’alliages Fe-3Si à grains orientés (GO) et non orientés (NO) utilisés en électrotechnique Figure 18 - Principe de la protection des installations électriques avec un disjoncteur différentiel Figure 19 - Coefficient de blindage H ext /H int , à 50 Hz, d’un câble protégé par une bande de mumétal ou une bande de Vitrovac 6025  Figure 20 - Capteur de déplacement Δs et de position  Figure 21 - Capteur de couple  Figure 22 - Capteur de choc  Figure 23 - Diminution de la dimension du stator d’un moteur continu avec l’augmentation de la puissance des aimants permanents (parties fléchées : aimants, grisées : Fe-Si doux)  Tableau 5
• 3.2 - Matériaux à propriétés magnétiques dures

4 - Conclusions et perspectives