Matériaux magnétiques amorphes, micro et nanocristallins : Applications

1.1 - Phénoménologie de la solidification rapide
1.2 - Procédés d’élaboration
1.3 - Conditionnement final

2 - Structures et propriétés

2.1 - Matériaux à propriétés magnétiques douces

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 21 - Capteur de couple Figure 22 - Capteur de choc Tableau 5
3.2 - Matériaux à propriétés magnétiques dures

4 - Conclusions et perspectives

Présentation

Auteur(s)

Jacques DEGAUQUE : Professeur à l’INSA de Toulouse, Laboratoire de Physique de la matière condensée ; UMR-CNRS

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INTRODUCTION

Le refroidissement de métaux fondus à des vitesses de l’ordre du million de degrés par seconde permet d’obtenir des alliages renfermant des phases métastables, c’est‐à‐dire des phases amorphes, cristallines ou quasi cristallines, thermodynamiquement instables, mais fixées pratiquement de manière définitive lors du refroidissement rapide. La bonne homogénéité de ces alliages leur confère des propriétés bien spécifiques comme, par exemple, une grande tenue mécanique, une plus grande résistance à la corrosion, de meilleures propriétés magnétiques... L’état amorphe peut parfois être utilement considéré comme un stade précurseur dans la préparation de matériaux micro ou nanocristallisés à hautes caractéristiques magnétiques.

Les répercussions technologiques de l’émergence et du développement des nouveaux matériaux magnétiques ainsi obtenus, intrinsèquement intéressants et le plus souvent à bas prix de revient, se manifestent dans les domaines les plus divers de l’électrotechnique, de l’électronique, des capteurs, du blindage, de la téléphonie, de l’enregistrement magnétique, etc.

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Version archivée 1 de juin 1988 par Hubert JOUVE

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-e1770

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3. Applications

3.1 Matériaux à propriétés magnétiques douces

Les excellentes propriétés magnétiques douces des amorphes métalliques et autres matériaux rapidement solidifiés sont ou peuvent être exploitées dans de nombreux dispositifs qui peuvent s’insérer dans une des catégories suivantes : machines et dispositifs électriques (transformateurs, moteurs), composants inductifs pour l’électronique, têtes d’enregistrement magnétique, blindage magnétique, capteurs et actionneurs [16]*.

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3.1.1 Utilisations aux basses fréquences (50/60 Hz)

Au début des années 2000, la demande d’amorphes métalliques riches en fer pour la fabrication de noyaux de transformateurs de distribution, à l’échelle mondiale, devrait être de l’ordre de 100 000 tonnes/an. Cette application à basses fréquences implique des noyaux présentant de faibles pertes statiques et dynamiques et un B _s élevé. Afin de concurrencer les alliages conventionnels Fe-3Si, il a été mis au point un alliage avec un T_x et un T _c élevés, le Metglas 2605TCA (Fe₇₈B₁₃Si₉) dont le H _c , à l’état recuit (1,6 A/m), est environ le cinquième de celui d’un Fe-Si. La figure 17 situe le très faible niveau de ses pertes massiques à 50 Hz vis-à-vis de celles de diverses nuances cristallines Fe-Si. Le λ _s élevé du Metglas 2605TCA le rendant sensible aux contraintes, il doit subir un recuit de relaxation des contraintes (2 h à 380 ^oC sous H ≈ 800 A/ m). Induisant une perte de ductilité, ce recuit n’est effectué qu’une fois le noyau magnétique réalisé. Il rend inopérant tout traitement préalable de la surface des rubans (gravure de rayures) tel celui effectué sur les tôles Fe-Si GO. L’utilisation de ce Metglas pour la distribution du courant électrique est favorisée aux États-Unis par le mode de distribution de l’énergie...