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Auteur(s)
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Georges COUDERCHON : Responsable du groupe Alliages magnétiques au Département Recherche et Développement de la société IMPHY S.A. - Chargé de cours à l’Université Claude-Bernard de Lyon I.
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Lire l’articleINTRODUCTION
On peut schématiquement diviser les matériaux magnétiques doux en deux grandes catégories :
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ceux utilisés dans les machines qui transforment l’énergie : ce sont les alliages fer-silicium (FeSi), utilisés principalement dans l’électrotechnique de puissance ;
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ceux utilisés dans le traitement des signaux électriques : ce sont les alliages spéciaux et les ferrites doux ; on les trouve dans des applications très diverses où la puissance mise en jeu est également faible : microélectrotechnique, électronique, sécurité, communications... ; les alliages fer-nickel (FeNi) constituent le prototype de ces matériaux aux propriétés magnétiques très variées ; les alliages fer-cobalt (FeCo) ne sont jamais utilisés dans les grosses machines en raison de leur prix, mais se classent également dans cette catégorie.
L’importance économique des FeNi et FeCo à usages spéciaux est plus grande que leur tonnage (production mondiale 12 000 t /an) ne le laisse croire. Ils représentent environ 4 % en chiffre d’affaires (CA) du marché des produits magnétiques qui est dominé par les matériaux pour l’enregistrement magnétique (environ 50 % du CA), les FeSi (environ 30 %) et, dans une moindre mesure, les aimants (environ 10 %).
Le domaine d’application principal des FeNi et FeCo se situe entre les FeSi classiques et les ferrites dont ils surpassent largement les caractéristiques magnétiques aux fréquences moyennes (f < 50 kHz). Toutefois, leur prix, dû pour une grande part aux éléments qui les constituent (nickel, cobalt, molybdène...), ne leur permet qu’exceptionnellement d’accéder aux applications de masse.
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Physique des alliages magnétiques doux9. Alliages FeCo semi-rémanents
9.1 Généralités
Bien que les matériaux semi-rémanents se définissent par leur coercitivité, les critères d’utilisation sont rarement ceux des aimants. En effet, les alliages semi-rémanents ne sont qu’exceptionnellement utilisés pour produire un champ comme les aimants, mais au contraire pour agir sous l’effet d’un champ extérieur. Le matériau semi-rémanent doit alors, le plus souvent, adapter son champ coercitif au champ disponible (moteurs à hystérésis, dispositifs de mesure, etc.). La variété des systèmes a conduit à développer un nombre important d’alliages malgré les petites quantités consommées. Ces alliages, contrairement aux aimants permanents, allient à leurs propriétés magnétiques de bonnes possibilités de mise en forme qui facilitent leur emploi dans les dispositifs de grande série (compteur automobile, téléphonie, etc.).
La variété des utilisations des alliages semi-rémanents rend leur classification et le choix de leurs caractéristiques techniques délicats.
Toutefois la spécification du champ coercitif et de l’induction rémanente permet de se faire une idée assez précise des possibilités du matériau.
Les caractéristiques magnétiques sont données dans le tableau 14.
HAUT DE PAGE9.2 Alliages semi-rémanents à durcissement par précipitation
La famille des AFK et Vicalloys dérive des Fe50-Co50. La figure 35 montre en effet qu’au voisinage de cette concentration, et pour des additions de vanadium supérieures à 3 %, on peut obtenir, par des recuits vers 600 oC, des alliages biphasés avec une phase α’ ferromagnétique et une phase γ non magnétique. Cette structure, convenablement utilisée, conduit à des matériaux à champ coercitif Hc croissant avec la teneur en vanadium (figure 36). Mais la précipitation de phase γ croissant avec la teneur en vanadium, l’induction rémanente Br décroît parallèlement (figure 37).
Les caractéristiques de ces alliages sont très adaptables soit par la température...
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