Matériaux magnétiques mous, Magnétiques et Magnétiques

1999/02/01 Plazaola, Fernando Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Elektronika
• Materialak

Les matériaux magnétiques (MM) peuvent être classés en deux grands écarts : MM MOUS et MM DURS en sections. Les MM tendres peuvent être magnétisés dans des champs magnétiques très faibles (obtenant des propriétés d'aimant), mais ils sont facilement démagnétisables (une fois éliminé le champ qui les a magnétisés perd ses propriétés d'aimant). Ces matériaux sont utilisés dans les électroaimants, moteurs, générateurs, transformateurs et autres dispositifs qui ont souvent besoin de magnétiser et démagnétiser (parfois 50 fois par seconde). Pour pouvoir magnétiser les MM durs, il faut appliquer des champs violents, mais une fois magnétisés, même si le champ extérieur est retiré, les propriétés de l'aimant continuent à devenir des aimants permanents.

Notre équipe a étudié au cours des 15 dernières années MM mous, MM amorphes et nanocristales avec des propriétés extrêmes. Pour l'obtention de ces matériaux, nous utilisons des vitesses de refroidissement. Les atomes désordonnés à l'état liquide (environ 1000 °C) nous les faisons passer à l'état solide en millièmes de seconde pour qu'ils n'aient pas le temps de commander (voir figure). Ces matériaux sont des atomes métalliques tels que Fe, Ni et/ou Co... Ils sont constitués d'un mélange de "métalloïdes".

En étant si désordonnés, ils n'ont aucune direction privilégiée pour la "magnétisation", même au niveau atomique. Ainsi, bien que le champ magnétique appliqué soit très faible, la magnétisation induite se dirigera vers la direction du champ. Dans cette situation, des zones très vulnérables sont capables de magnétiser complètement ces matériaux. Ces champs peuvent représenter jusqu'à cent du champ magnétique terrestre. (Il est très faible mais oriente ses "influences" boussoles et petits aimants qui peuvent être dans certaines bactéries, colombes ou roches).

Le champ magnétique appliqué en MM doux n'est pas la seule grandeur qui influence la magnétisation, dans certains cas les contraintes mécaniques peuvent être déterminantes dans la magnétisation de ces matériaux. A cet effet, on l'appelle MAGNÉTOÉLASTICITÉ. Dans certains MM amorphes, en particulier chez ceux avec le plus grand nombre de Fe, la sensibilité à la tension de la magnétisation peut varier selon 1.000 ou 10.000 facteurs (en maintenant fixe le champ extérieur). Cette énorme sensibilité convient parfaitement à la construction de capteurs de différents types (capteurs de force, déformation, vibrations, etc.). ), ainsi que pour d'autres applications plus "sophistiquées", comme la détection magnétique des objets éloignés, dans lequel nous travaillons depuis des années.

L'autre propriété générale des matériaux magnétiques est la variation de la résistivité électrique associée au processus de magnétisation, MR. Dans la plupart des MM, cette variation est très faible (2%), mais certains matériaux (composés intercalés par la couche magnétique avec des couches non magnétiques et formés de petits grains magnétiques immergés dans des matériaux non magnétiques) présentent un MR géant (~ 50%). Des matériaux (oxydes de La et Mn) présentant des variations de résistance à certaines températures ont été récemment trouvés dans certains ordres de magnat. Ces changements de résistance spectaculaires (1.000%-10.000%) sont appelés MR colossal et seront très applicables dans un avenir proche des capteurs. Notre équipe vient de commencer la recherche de ces matériaux et de leurs applications, comme par exemple la «détection de position sans contact» dans la suspension des voitures.

• Titre du projet: Matériaux magnétiques mous, Magnétoélastiques et Magnétorésistants.
• Objectif: 1) Recherche de la relation entre structure et propriétés dans les matériaux mentionnés ci-dessus. 2) L'amélioration des matériaux cités. 3) Conception et test des capteurs basés sur ces matériaux.
• Financement: Gouvernement Basque, CYCIT, UPV
• Directeur: J. M. Barandiaran
• Équipe de recherche: F. Plazaola, S.L. Fdez-Gubieda, J. Gutierrez, J.S. Garitaonand, G. Kurlandiskaya, J.L. Poupée
• Département: Département de l'électricité et de l'électronique.
• Centre: Faculté des sciences.