Article

1 - ÉTAT AMORPHE

2 - PRÉPARATION DES MATÉRIAUX MÉTALLIQUES AMORPHES

3 - PROPRIÉTÉS DES MATÉRIAUX AMORPHES

4 - APPLICATIONS

  • 4.1 - Applications actuelles et développements en cours
  • 4.2 - Applications potentielles

Article de référence | Réf : M4025 v1

Alliages métalliques amorphes

Auteur(s) : Yannick CHAMPION

Relu et validé le 19 oct. 2017

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RÉSUMÉ

La matière à l’état amorphe est connue depuis longtemps puisque cet état structural est celui des verres de silice élaborés par refroidissement naturel de mélanges d’oxydes fondus, quasiment depuis la nuit des temps. L’obtention d’amorphes métalliques synthétiques est relativement récente et a initié un grand nombre de recherches fondamentales et appliquées. Parce que les débouchés étaient séduisants, notamment dans le domaine de l’électrotechnique, ces nouveaux matériaux ont bénéficié de développements rapides à l’échelle industrielle. Le caractère métallique, mais l’absence d’ordre à longue distance dans les verres métalliques, leur confèrent des propriétés différentes de leurs homologues cristallins.

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ABSTRACT

Amorphous metal alloys

Almost since the dawn of time material in the amorphous state has been known as that of silica glass obtained by the natural cooling of molten oxide mixtures. The production of synthetic amorphous materials is relatively recent and has initiated a wide amount of fundamental and applied research. As the applications have been of significant interest, most notably in the electro-technical sector these new materials have benefited from rapid development on an industrial scale. Their metallic characteristic, however the absence of long-distance order in metallic glass, provide them with differing properties from their crystalline counterparts.

Auteur(s)

  • Yannick CHAMPION : Directeur de recherche CNRS - Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est

INTRODUCTION

Les tous premiers amorphes métalliques synthétiques sont rapportés dans la littérature par Kramer, dans les années 1930, lors de ses études sur les propriétés électriques de films minces métalliques. Des verres Au-Si étaient obtenus par évaporation sous vide et condensation de l’alliage sur une surface refroidie par de l’azote liquide.

La matière à l’état amorphe, au sens général, était connue depuis longtemps puisque c’est l’état structural des verres de silice usuels élaborés par refroidissement naturel de mélanges d’oxydes fondus. Toutefois, c’était la première fois que l’état amorphe était obtenu par refroidissement de composés essentiellement métalliques. Les propriétés de ces nouveaux matériaux ont été rapidement identifiées, leur originalité a initié un grand nombre de recherches fondamentales et appliquées (voir § 1).

Du fait des propriétés particulièrement séduisantes de certains alliages, les méthodes de production ont été développées à l’échelle pilote, puis à l’échelle industrielle. C’est le cas du « melt-spinning » pour la fabrication des renforts pour béton et des alliages pour aimants permanents, et du flot planaire pour les alliages magnétiques doux, matériaux concurrents des Fe Si orientés, des Fe Ni et des ferrites. Ces machines sont dotées d’une forte productivité, les rubans défilent jusqu’à 20 m/s, et assurent la mise en forme directe des bandes à partir de l’état liquide.

Les verres métalliques massifs sont innovants pour leurs propriétés mécaniques (forte résistance, jusqu’à 4GPa, ténacité raisonnable de 10 à ), mais nécessitent encore des améliorations en termes de comportement (en particulier l’absence de ductilité reste rédhibitoire) et de formabilité, pour trouver des applications.

Un ensemble de technique d’élaboration d’alliages amorphes est détaillé dans le § 2.4.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m4025


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - KRAMER (J.), ZEITS (F.) -   *  -  . – Physik 106 675 (1937).

  • (2) - KLEMENT (J.W.), WILLENS (R.H.), DUWEZ (P.) -   *  -  . – Nature, 187 869 (1960).

  • (3) - DIXMIER (J.), DOI (K.) -   *  -  . – CR hebd. Scéance Ac. Sc. 2451-2454 (21 oct. 1963).

  • (4) - SADOC (J.F.), DIXMIER (J.), GUINIER (A.) -   *  -  . – J. non Cryst. Sol. 12 46-60 (1973).

  • (5) - DIXMIER (J.), BLETRY (J.), SADOC (J.F.) -   *  -  . – J. Phys. Coll C2 sup. n° 4 36 65-68 (1975).

  • (6) - BERNAL (J.D.) -   *  -  . – Nature 183 141-147, Nature 185 68-70 (1959) (1960).

  • (7) - GREER (A.L.) -   *  -  ....

1 Sites Internet

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs – Fabricants

  • Les rubans amorphes magnétiques sont fabriqués et/ou transformés aujourd’hui par de très nombreuses sociétés de plus au moins grande taille, certaines issues de laboratoires académiques, en Europe de l’est, Inde, Taiwan, Singapour et, surtout, en Chine.

    Les fournisseurs et utilisateurs « historiques » sont :

    • Hitachi metals et Toshiba (Japon) ;

    • ArcelorMittal stainless steal and nickel, ex-Imphy (France) ;

    • AlliedSignal, Metglass products (États Unis) ;

    • AC, Vacuurnschmelze GmbH (Allemagne).

  • Les verres métalliques massifs et les revêtements sont moins répandus, car plus récents et en cours de développement. La principale société fournissant des alliages est Liquidmetal...

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