Présentation

Article

1 - CARACTÉRISTIQUES DES FERRITES

2 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES FERRITES SPINELLES ET GRENATS

3 - SYNTHÈSE DES FERRITES

  • 3.1 - Ferrites monocristallins
  • 3.2 - Ferrites polycristallins

4 - QUEL FERRITE POUR QUELLE APPLICATION ?

5 - FERRITES DE MANGANÈSE-ZINC ET APPLICATIONS

6 - FERRITES DE NICKEL-ZINC ET APPLICATIONS

7 - FERRITES À BASSE TEMPÉRATURE DE FRITTAGE POUR COMPOSANTS INDUCTIFS INTÉGRÉS

8 - FERRITES POUR HYPERFRÉQUENCES

9 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : E1760 v3

Ferrites à basse température de frittage pour composants inductifs intégrés
Ferrites faibles pertes pour applications fréquentielles

Auteur(s) : Richard LEBOURGEOIS

Date de publication : 10 févr. 2014

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

  • Richard LEBOURGEOIS : Docteur de l'Institut National Polytechnique de Grenoble - Responsable des Études Ferrites et Diélectriques à Thales Research & Technology, Palaiseau, France

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

La découverte de nouveaux oxydes magnétiques appelés ferrites au début des années 1900 a tout d'abord motivé de nombreux théoriciens qui ont tenté d'expliquer leurs propriétés magnétiques. C'est à partir des années 1940-1950 qu'en France Louis Néel, qui sera prix Nobel de Physique en 1970, a commencé à élaborer sa théorie du ferrimagnétisme qu'il a appliquée à l'ensemble des ferrites avec succès. Cette théorie décrit essentiellement les propriétés magnétiques statiques de ces matériaux : aimantation à saturation et température de transition. Par la suite, on a découvert de nombreuses applications à ces nouveaux matériaux, notamment pour les utilisations à haute fréquence rendues possibles grâce à leur résistivité électrique élevée (> 1 Ω · m) qui distingue les oxydes des métaux.

Les ferrites sont obtenus en faisant réagir à haute température de l'oxyde de fer, principalement l'hématite αFe2O3, avec d'autres oxydes métalliques. La grande diversité des ferrites vient des nombreuses possibilités de substitutions cationiques dans leurs solutions solides. Cela donne autant de propriétés magnétiques différentes que de combinaisons possibles. Nous essaierons de montrer que pour chaque type d'application (niveau de puissance, gamme de fréquence, gamme de température) il existe un matériau optimisé et que son optimisation passe par une analyse détaillée de son environnement électrique.

Nous terminerons cette introduction en précisant que le nom « ferrite » désignant les oxydes ferrimagnétiques est masculin mais qu'il existe aussi la ferrite qui désigne une variété allotropique du fer. Nombreux sont les utilisateurs de ces oxydes qui pour désigner le noyau d'une inductance parlent de « la ferrite », sans doute en référence à la self-inductance (souvent appelée bobine) qu'il permet de réaliser.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-e1760


Cet article fait partie de l’offre

Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés

(205 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

7. Ferrites à basse température de frittage pour composants inductifs intégrés

Parmi les composants électroniques (passifs ou actifs), les plus volumineux sont les composants passifs inductifs (transformateurs, inductances). Leur intégration (bobinage et noyau magnétique) peut être réalisée par cofrittage du matériau magnétique avec un métal conducteur. On utilise alors de l'argent dont la température de fusion est supérieure à 950 °C et des ferrites à basse température de frittage contenant du cuivre.

7.1 Synthèse et composition chimique

Tous les ferrites décrits précédemment (Mn-Zn, Ni-Zn ou YIG) sont synthétisés à haute température, supérieure à 1 000° C pour le chamottage et à 1 300° C pour le frittage (cf. § 3). Les substitutions par le cuivre dans les ferrites Ni-Zn abaissent les températures de formation du matériau : cela autorise des frittages de pièces massives entre 900 et 950° C. Le cofrittage avec l'argent est donc possible à condition de contrôler la réactivité du ferrite de façon à obtenir une bonne densification à basse température (T ≈ 900° C).

Les ferrites Ni-Zn-Cu ont pour composition chimique NixZnyCuzFe2O4 avec x + y + z = 1. Ils sont préparés de façon conventionnelle à partir des oxydes primaires (NiO, ZnO, CuO et Fe2O3). Comme pour la plupart des ferrites spinelles, il est possible de substituer les ions Ni2+, Zn2+, Cu2+ et Fe3+ par un grand nombre de cations métalliques (Mn, Mg ou Co) pour ajuster les propriétés électromagnétiques (résistivité, aimantation à saturation, température de Curie ou anisotropie magnétique). Pour atteindre des températures de frittage suffisamment basses, la proportion d'ions Cu2+ que doit contenir le ferrite est au minimum de 10 % des cations divalents.

Outre l'apport du cuivre, il est possible de diminuer les températures de synthèse en optimisant la réactivité de la poudre (surface spécifique) avant l'opération de frittage. Comme pour la majorité des céramiques, on augmente la surface spécifique de la poudre grâce à des broyages prolongés (plusieurs dizaines d'heures pour des broyeurs à boulets et plusieurs heures pour des broyages par attrition).

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés

(205 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Ferrites à basse température de frittage pour composants inductifs intégrés
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BERTAUT (F.), FORRAT (F.) -   Structure des ferrites ferrimagnétiques des terres rares  -  . CR Hebd. Séan. Acad. Sci. (F) 242, p. 382 (1956).

  • (2) - SMIT (J.), WIJN (H.P.J.) -   Les ferrites  -  . Dunod (1961).

  • (3) - GUYOT (M.), CAGAN (V.) -   Temperature dependence of the domain wall mobility in YIG, deduced from the frequency spectra of the initial susceptibility of polycrystals  -  . JMMM 27, pp. 202-208 (1982).

  • (4) - LEBOURGEOIS (R.), PERRIAT (P.), LABEYRIE (M.) -   High and low level frequency losses in Ni-Zn and Mn-Zn spinel ferrites  -  I. CF 6, Tokyo, p. 1159 (1992).

  • (5) - MORINEAU (R.), PAULUS (M.) -   Chart of pO2 versus temperature and oxidization degree for Mn-Zn ferrites  -  . IEEE Trans. Mag., Mag. II, 1975, pp. 1312-1314.

  • (6) - LEBOURGEOIS (R.), GANNE (J.P.), PIGNARD (S.), GARRIN (P.),...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    Cet article est réservé aux abonnés.
    Il vous reste 93% à découvrir.

    Pour explorer cet article
    Téléchargez l'extrait gratuit

    Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


    L'expertise technique et scientifique de référence

    La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
    + de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
    De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

    Cet article fait partie de l’offre

    Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés

    (205 articles en ce moment)

    Cette offre vous donne accès à :

    Une base complète d’articles

    Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

    Des services

    Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

    Un Parcours Pratique

    Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

    Doc & Quiz

    Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

    ABONNEZ-VOUS