Magnétisme des matériaux à l'échelle mésoscopique
Propriétés techniques des matériaux magnétiques

1 - Magnétisme des matériaux à l'échelle mésoscopique

• 1.1 - Énergie de constitution d'un système aimanté
  Tableau 1
• 1.2 - Cas de l'ellipsoïde de révolution : anisotropie de forme
  Figure 1 - Ellipsoïde de révolution
• 1.3 - Conséquences sur l'état d'aimantation d'un échantillon : genèse des domaines
  Figure 2 - Illustration du principe de la décomposition en domaines magnétiques sur un monocristal de géométrie cubique présentant une direction d'aimantation facile le long de Oz Figure 3 - Visualisation par effet Kerr des domaines dans un monocristal FeSi Figure 4 - Diminution de l'énergie d'aimantation par rotation de l'aimantation hors de la direction facile : effet Figure 5 - Comparaison des situations mono- et bidomaine pour une particule cylindrique Figure 6 - Structure en hélice des moments magnétiques au sein d'une paroi de Bloch Figure 7 - Profil de paroi à 180o dans un cristal uniaxial Figure 8 - Différentes orientations possibles pour une paroi à 180o dans un cristal cubique Figure 9 - Visualisation par effet Kerr longitudinal des domaines dans une tôle polycristalline de FeSi de texture GOSS
• 1.4 - Conclusion

2 - Magnétisme à l'échelle macroscopique

• 2.1 - Mécanismes d'aimantation par déplacement de parois
• 2.2 - Mécanismes d'aimantation par rotation cohérente
  Figure 11 - Aimantation par rotation cohérente dans un échantillon structuré en domaines transverses Figure 12 - Mécanismes d'aimantation à l'œuvre dans les matériaux polycristallins Figure 13 - Action, sur la caractéristique J (H ), d'une contrainte de traction exercée sur un matériau Fe74,5Cu1Nb3Si15,5B6 au cours du recuit au défilé de nanocristallisation. En encart, évolution de l'inverse de la susceptibilité avec l'amplitude de la contrainte de traction (d'après )
• 2.3 - Prise en compte des effets dipolaires
  Figure 14 - Modélisation d'un matériau composite (à gauche) selon une approche de type champ moyen (à droite) Figure 15 - Modélisation de la perméabilité d'un milieu composite en fonction de la fraction volumique f (d'après ) Figure 16 - Orientation des grandeurs liées à la loi Figure 17 - Description d'un matériau composite dans une approche basée sur les éléments réluctants Figure 18 - Courbes d'aimantation d'un échantillon en fonction du champ appliqué H a ou en fonction du champ interne H ≥ H a – H d
• 2.4 - Courbe d'aimantation d'un matériau homogène massif
  Figure 19 - Banc de caractérisation fluxmétrique Figure 20 - Assemblage de tôles texturées au sein d'un cadre Epstein Figure 21 - Courbe d'aimantation B (H ) obtenue sur un échantillon de fer
• 2.5 - Cycle d'hystérésis statique
  Figure 22 - Exemples de cycles d'hystérésis réalisés à une fréquence de 0,5 Hz sur un échantillon de fer Figure 23 - Illustration de l'énergie magnétostatique due aux désorientations cristallographiques entre grains voisins pour un matériau polycristallin Figure 24 - Illustration des différentes notions de perméabilité dans le cas d'une tôle de transformateur Figure 25 - Accrochage d'une paroi par une inclusion non magnétique Figure 26 - Séquence de bruit Barkhausen enregistrée sur un échantillon de FeSi aimanté à une fréquence de 0,01 Hz
• 2.6 - Domaine de Rayleigh
  Figure 27 - Cycles de Rayleigh effectués sur un échantillon de fer à une fréquence de 2 Hz
• 2.7 - Courbe anhystérétique
  Figure 28 - Comparaison de la courbe d'aimantation anhystérétique expérimentale avec la courbe obtenue d'après un cycle majeur (cas d'un FeSi GOSS HiB)
• 2.8 - Comportement dynamique de l'aimantation
  Figure 29 - Dégradation du cycle avec l'épaisseur et la fréquence sous l'effet des courants induits : cas du fer Figure 30 - Effet de peau dans une tôle infinie soumise à un champ alternatif Figure 31 - Caractéristiques de l'aimantation dynamique pour un matériau linéaire pour une géométrie de tôle ou de cylindre infinis Figure 32 - Décomposition d'une variation d'aimantation par rotation cohérente en une aimantation uniforme et une aimantation alternée Figure 33 - Procédure de décomposition des pertes dans le cas d'un échantillon de FeSi GOSS Figure 34 - Répartition des lignes de courant dans un mécanisme d'aimantation de type déplacement de parois Figure 35 - Interaction paroi/défaut en fonction du taux de variation de H a Figure 36 - Interaction terrain/paroi en régime dynamique et comparaison avec un cycle expérimental réalisé à une fréquence de 100 Hz sur un échantillon de FeSi HiB Figure 37 - Phénomènes d'interaction entre parois pour un matériau idéal Figure 38 - Gain d'énergie associé à la genèse d'un domaine inverse sur un défaut par rapport à la situation sans domaine inverse (d'après ) Figure 39 - Déformation des parois sous l'action du champ de freinage non uniforme associé aux courants induits par leur déplacement Figure 40 - Multiplication des parois sous l'effet des courants induits sur le cas d'un échantillon nanocristallin ultradoux (d'après )