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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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Alliages à cycles d’hystérésis spéciaux5. Alliages FeNi à très hautes perméabilités
5.1 Alliages à anisotropies évanescentes
La relation [1] souligne trois points essentiels pour obtenir des alliages à très hautes perméabilités :
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il faut, d’abord, rendre simultanément l’anisotropie magnétocristalline K1 et la magnétostriction λ aussi petites que possible pour avoir des parois de Bloch mobiles et peu sensibles aux contraintes résiduelles ; il en résulte la notion d’anistropies évanescentes ;
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il convient, ensuite, de chercher à abaisser le terme « a » correspondant aux couplages magnétostatiques en s’acharnant à éliminer tous les obstacles aux mouvements des parois, particulièrement les impuretés non métalliques (carbone, soufre, oxydes divers, etc.) ;
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il faut, enfin, rechercher une résistivité ρ élevée (figure 15) pour limiter les courants de Foucault, sans toutefois trop abaisser l’aimantation à saturation Js (figure 14).
Peu d’alliages remplissent ces trois conditions. Les Fe15-Ni80-Mo5 5.3 et les matériaux amorphes à base de cobalt 8.2...
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