Ferrites faibles pertes pour applications fréquentielles

La découverte de nouveaux oxydes magnétiques appelés ferrites au début du siècle a motivé tout d’abord de nombreux théoriciens qui ont tenté d’expliquer leurs propriétés magnétiques. C’est à partir des années 1940 que Louis Néel a commencé à élaborer sa théorie du ferrimagnétisme qu’il a appliqué à l’ensemble des ferrites avec succès. Cette théorie décrit essentiellement les propriétés magnétiques statiques de ces matériaux : aimantation à saturation et température de transitions. 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 caractérise la plupart des oxydes.

Outre la résistivité, les paramètres essentiels qui caractérisent les ferrites sont :

• l’aimantation à saturation M _s  : elle varie de 0,15 à 0,60 T ;

• le champ d’anisotropie H _a  : il caractérise la rigidité avec laquelle l’aimantation est maintenue dans des directions privilégiées du cristal. Plus l’aimantation peut se déplacer facilement sous l’action d’un faible champ magnétique extérieur, plus le matériau a un champ coercitif faible, une perméabilité grande et des pertes faibles si les fréquences d’utilisation ne sont pas trop élevées. On appelle ferrite « dur » un ferrite « difficile » à aimanter présentant des champs coercitif et d’anisotropie élevés (H _a  > 100 kA/m) et « ferrite doux » un ferrite « facile » à aimanter présentant des champs coercitif et d’anisotropie faibles (H _a  < 10 kA/m).

Les ferrites de structure cristallographique hexagonale comme la magnétoplombite ( hexaferrites ) sont anisotropes. Leurs propriétés dans le plan de base (a,b) sont très différentes de celles suivant l’axe c perpendiculaire. Ce sont des matériaux magnétiques durs et sous forme polycristalline on les utilise principalement pour la production d’aimants permanents. Les ferrites hexagonaux les plus répandus sont les hexaferrites de strontium (baryum) de type M de composition chimique SrFe ₁₂ O ₁₉ (BaFe ₁₂ O ₁₉ ).

À la différence des hexaferrites , les ferrites doux sont...