Élaboration d’alliages rapidement solidifiés
Matériaux magnétiques amorphes, micro et nanocristallins

1.1 Phénoménologie de la solidification rapide

Les technologies de la trempe rapide à partir de l’état liquide permettent d’atteindre des vitesses de refroidissement de 10² à 10⁶ K/s, conduisant à un matériau avec une structure amorphe pour les vitesses les plus élevées et/ou cristalline pour les vitesses inférieures (figure 1 a ). On peut schématiser les conditions de vitrification (ou de cristallisation) à partir du diagramme temps-température-transformation (TTT) (figure 1 b ). Refroidi au-dessus de la température du point de fusion T _f , l’arrangement atomique du métal liquide reste désordonné à condition que la loi de refroidissement corresponde à des points successifs situés à gauche de la courbe continue, liée à l’apparition des premiers germes cristallins. Au-dessous de la température de transition vitreuse T _g , les vitesses de diffusion atomique devenant très faibles, le liquide devient assez visqueux pour retenir sa structure désordonnée pendant un temps appréciable ou même très long. Il en résulte un solide « métastable » dans lequel la répartition des atomes est distribuée en gros comme dans le liquide maintenant pétrifié : c’est un verre ou amorphe métallique. Ceci n’est possible que pour certaines compositions d’alliage. C’est le cas notamment des alliages ferromagnétiques à base de Fe, de Co ou de Ni renfermant 20 à 25 % des atomes métalloïdes (Si, B, C, P...) qui ralentissent les réarrangements entre atomes lors du refroidissement. L’amorphisation est facilitée pour des compositions situées au voisinage d’un eutectique profond. Pour des points situés à...