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Auteur(s)
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Lotfi BESSAIS : Professeur des Universités ICMPE, UMR 7182, CNRS – Université Paris 12
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Les propriétés magnétiques intrinsèques des matériaux à base de terres rares et métaux de transition sont considérablement améliorées par l'insertion d'un élément léger tel que l'hydrogène, le carbone ou l'azote. Quant aux propriétés magnétiques extrinsèques, elles sont optimisées par l'élaboration de nanomatériaux qui permettent de mettre en évidence de nouvelles phases aux caractéristiques performantes.
The insertion of a light element such as the hydrogen, the carbon or the nitrogen in alloys with rare earth and transition metals improves drastically the intrinsic magnetic properties of these materials. With the aim of optimizing the extrinsic magnetic properties, the elaboration of nanomaterials leads to new phases in the successful magnetic characteristics.
nanomatériaux magnétiques, enregistrement magnétique, aimants permanents
nanomagnetic materials, recoding media, permanent magnets
Domaine : Énergie
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : aimants permanents, moteurs hybrides
Domaines d'application : éoliennes, réfrigération magnétique
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : CNRS laboratoire ICMPE et Institut Néel, ENS Cachan, Laboratoire de la matière condensée de l'Université Dumaïne
Autres acteurs dans le monde : Toyota, Airbus
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2. Techniques d'élaboration
2.1 Élaboration des alliages nanocristallins Sm2(Fe,M)17 et de leurs précurseurs
En général, l'élaboration des intermétalliques Sm2(Fe,M)17 est réalisée par la méthode de fusion conventionnelle pour des alliages polycristallins et sous forme de rubans pour les alliages nanocristallins. Le broyage à haute énergie suivi de recuit n'a jamais été mis en œuvre. Cependant, cette méthode est bien adaptée au cas d'alliages à base de samarium, élément extrêmement volatil, car la réaction a lieu au-dessous de sa température de fusion. Les temps de recuit des poudres peuvent être très courts, vu leur grande réactivité. De plus, cette technique conduit à des quantités importantes et homogènes de matériaux aux caractéristiques reproductibles. C'est pour ces différentes raisons que nous avons choisi d'élaborer les alliages Sm-Fe-M par broyage mécanique (jarres et billes) suivi de recuit.
Les échantillons de composition Sm2Fe17–x M x sont préparés à partir de poudres de préalliages Fe3M et Sm2Fe17 , avec un léger excès de samarium (excès indispensable du fait de la grande volatilité du samarium). La composition du préalliage Sm2Fe17 est vérifiée par spectroscopie d'émission atomique (ICP-AES). Les poudres sont cobroyées, dans un broyeur planétaire de type Fritsch P7 , dans des jarres fermées hermétiquement sous atmosphère d'argon de grande pureté (1 ppm d'O2 et 4 ppm d'H2O). Le broyage est effectué en deux étapes : un broyage à faible énergie pendant une demi-heure suivi d'un autre à haute énergie pendant 5 h dans les conditions suivantes : vitesse de rotation des jarres de 1 320 tr/min, vitesse de rotation du plateau de 600 tr/min et rapport masse de billes/masse de poudre égal à 5.
Les poudres nanocristallines obtenues sont recuites pendant 30 min en ampoules de silice scellées sous vide secondaire. Le recuit est réalisé à des températures comprises entre 600 et 1 100 oC selon les phases recherchées. Pour les phases d'équilibre
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHRISTODOULOU (C.N.), TAKESHITA (T.) - * - J. Alloys Compd., 198, p. 1 (1993).
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(2) - COEY (J.M.D.), SUN (H.) - * - J. Magn. Magn. Mater., 87, p. L251 (1990).
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(3) - HANDSTEIN (A.) et al - * - J. Magn. Magn. Mater., 192, p. 281 (1999).
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(4) - KUBIS (M.) et al - * - J. Magn. Magn. Mater., 217, p. 14 (2000).
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(5) - SHEN (B.G.) et al - * - J. Phys., Condens. Matter, 7, p. 883 (1995).
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(6) - van LIER (J.) et al - * - J. Appl. Phys., 83, p. 5549 (1998).
-
(7) - CAO (L.) et al - * - J. Appl. Phys., 81, p. 4539 (1997).
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ANNEXES
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