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Auteur(s)
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Pierre HARTEMANN : Docteur ès Sciences - Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - Chargé de missions au Laboratoire Central de Recherches Thomson-CSF
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Le physicien anglais Joule découvrit en 1842 qu’un barreau de fer soumis à un champ magnétique longitudinal s’allongeait suivant ce champ, en même temps qu’il se contractait transversalement, comme sous l’effet d’une traction mécanique. Il donna à ce phénomène le nom de magnétostriction. Depuis lors, d’autres effets mécaniques du champ magnétique ont été mis en évidence. Soumis à un champ magnétique, des échantillons de certaines substances subissent non seulement des dilatations ou des contractions, mais encore des flexions, des torsions, des modifications de densité, voire des variations de leur module d’Young. À la suite de Joule, on a continué à classer tous ces phénomènes magnétoélastiques sous le vocable de magnétostriction.
La magnétostriction se présente, au sens le plus général du terme, comme l’ensemble des relations liant les propriétés mécaniques d’un corps à ses propriétés magnétiques.
Les compositions chimiques des matériaux sont notées dans cet article selon les règles suivantes généralement utilisées :
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pour les alliages métalliques et les matériaux amorphes, le nombre suivant le symbole chimique indique le pourcentage de cet atome ou groupe d’atomes contenu dans un volume donné. Pour un matériau, la somme des différents nombres est égale à 100 ;
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pour les autres matériaux, homogènes, structurés à l’échelle atomique, le nombre en indice suivant le symbole chimique correspond au nombre d’atomes considérés participant à la molécule.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1980 par Gérard VOLLUET, Pierre HARTEMANN
- Version archivée 2 de févr. 1986 par Gérard VOLLUET, Pierre HARTEMANN
- Version archivée 3 de juin 1992 par Pierre HARTEMANN
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3. Matériaux magnétostrictifs
Les matériaux magnétostrictifs peuvent être classés en quatre groupes principaux. Le nickel et les alliages métalliques ont été les premiers matériaux à être utilisés. Ensuite, les ferrites magnétostrictifs ont été mis au point. Enfin, deux groupes de matériaux ont été plus récemment étudiés : ce sont les composés de terres rares - fer et les amorphes magnétiques. Avec le coefficient de magnétostriction à saturation ls, il est intéressant de connaître le coefficient de couplage magnétomécanique k33 4.1 qui caractérise le rendement de conversion entre les énergies magnétique et élastique. Ces valeurs ainsi que la température de Curie TC sont présentées dans le tableau 3 pour des métaux, alliages métalliques et ferrites sous une forme polycristalline, dans le tableau 4 pour des composés de terres rares - fer et les matériaux amorphes. Les coefficients de magnétostriction de monocristaux cubiques sont regroupés dans le tableau 5. Toutes ces valeurs dépendent des procédés de fabrication des matériaux et des conditions d’application du champ magnétique polarisant.
3.1 Alliages métalliques
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Le nickel polycristallin a été le premier matériau magnétostrictif à être utilisé (λs = − 35 x 10−6). Ses caractéristiques sont en fait très dépendantes de sa pureté chimique et des conditions de recuit (tableau 3).
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Les alliages fer-nickel ont été beaucoup étudiés pour combiner leurs anisotropies magnétocristallines respectivement positives et négatives de manière à élaborer...
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - CLAEYSSEN (F.), LHERMET (N.), LE LETTY (R.), BOUCHILLOUX (P.) - * - Actuators, transductors and motors based on giant magnetostrictive materials (Actionneurs, trans-ducteurs et moteurs basés sur des matériaux à magnétostriction géante). J. of Alloys and Compounds (Suisse). Vol. 258, n 1-2, 1997, p. 61-73.
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Références complémentaires
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BOZORTH (R.M.) - Ferromagnetism - (Ferromagnétisme), 1968 p. 595-712 Van Nostrand.
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BURGT (C.M. Van der) - Aperçu sur les ferrites piézomagnétiques et leurs applications dans les filtres de bande mécaniques et les générateurs d’ultrasons de grande puissance. - Onde Électrique (F) XL, n 402, sept. 1960, p. 573-85.
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CLARK (A.E.) - Magnetostrictive rare earth-Fe2 compounds - (Composés magnétostrictifs de terres rares Fe2). Dans : Ferromagnetic materials. Édit. E.P. Wohlfarth. Vol. 1, 1980, p. 531-89, North-Holland.
DAVIS (C.M.) - Properties of conventional magnetostrictive materials for use in underwater transducers - (Caractéristiques des matériaux magnétostrictifs...
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