Matériaux ferromagnétiques amorphes
Matériaux ferromagnétiques amorphes et nanocristallins

1.1 Propriétés générales

Formés au cours des époques géologiques, les verres d’oxydes existent dans l’écorce terrestre. Il y a plusieurs milliers d’années, des objets en verre étaient produits par fusion, façonnage et refroidissement au Moyen-Orient. L’existence de ces objets en verres d’oxydes s’explique par le fait qu’un refroidissement lent à partir de la phase liquide conduit généralement à la phase vitreuse.

Il en est tout autrement des verres métalliques que l’on n’a su élaborer que très récemment. Les alliages métalliques à structure amorphe, encore appelés verres métalliques, sont des matériaux dans lesquels, comme dans les verres d’oxydes, il n’existe pas d’ordre atomique à grande distance. Dans cet article, nous nous intéresserons plus particulièrement aux alliages métalliques amorphes présentant un ferromagnétisme doux, c’est-à-dire ayant un faible champ coercitif et donc des pertes électromagnétiques faibles.

Différentes méthodes de préparation des alliages métalliques amorphes sont possibles ; le principe général consiste en la solidification rapide d’un gaz ou d’un liquide. La vitesse de trempe doit être suffisamment élevée pour qu’il ne puisse y avoir réorganisation structurale durant la solidification. On évite ainsi la germination et la croissance des grains constituant les cristaux des alliages usuels. Ce point peut être illustré schématiquement par un diagramme TTT (temps-température-transformation). Ces diagrammes sont tracés pour un taux de cristallinité x donné ; ce taux représente la fraction volumique cristallisée.

La figure 1 représente un tel diagramme tracé pour x = 10⁻⁶, sur ce diagramme est portée en ordonnée la température réduite T_r = T/T_f (T_f est la température de fusion de l’alliage) et, en abscisse, le logarithme du temps t. Le paramètre T_r0 donné sur les courbes est le quotient de la température de transition vitreuse T_g et de la température de fusion T_f (T_r0 = T_g/T_f). La température T_g sera définie...