Stage M2 : Etude expérimentale de la multiplication des parois de Bloch dans un matériau doux nanocristallin

Un matériau magnétique est constitué de domaines d’aimantation uniformes séparés par des parois de Bloch. Dans le cas simple qui nous intéresse, les domaines sont structurés en bandes dont l’aimantation alterne (fig. 1a). Sous l’effet du champ appliqué, les parois se déplacent pour faire grossir les domaines d’aimantation parallèle au champ au détriment des domaines d’aimantation antiparallèle (fig. 1b). Si le matériau est électriquement conducteur, des courants électriques induits apparaissent lors de l’aimantation et créent un champ d’excitation Hj qui s’oppose au champ appliqué Ha en générant une force de freinage visqueux au niveau des parois. En régime cyclique, ces courants (communément appelés courants de Foucault) sont à l’origine de la dégradation de la perméabilité apparente du matériau quand la fréquence d’aimantation croît. Un point important est que le champ Hj n’est pas uniforme au niveau d’une paroi. Il est maximal au centre du ruban et nul aux interfaces. De ce fait la paroi est davantage freinée au centre qu’aux interfaces, ce qui la conduit à adopter un profil déformé (fig. 1c). Une conséquence est que la paroi se cassera quand Ha aura atteint une valeur critique Hcr proportionnelle à son énergie γ [1]. Nous déterminons expérimentalement ce champ en étudiant les changements brutaux qui interviennent sur le cycle d’hystérésis quand l’excursion de champ appliqué atteint Hcr (Fig. 2). Sur la base de premières observations [2] (thèse Fratila, 2002), une étude systématique de l’effet entreprise lors d’un stage maîtrise (Michel Weiss, 2007) sur des rubans nanocristallins ultra-doux fournis par la société Imphy Alloys révèle une corrélation étroite entre champ coercitif et champ de multiplication. Un changement de topologie des parois est également observé. Enfin et de manière totalement inattendue, plusieurs seuils de multiplication sont observés séparés par des intervalles de champ identiques. Nous proposons donc de poursuivre cette étude en affinant et en diversifiant les protocoles expérimentaux afin d’accroître la fiabilité et la reproductibilité des observations

[1] W.J. Carr, J. Appl. Phys., 47, n°9, 4176, 1976

[2] O. Geoffroy, L. Fratila, J.-L. Porteseil, T. Waeckerlé, rev. Métal.-CIT/Sc. Gén. mat., (2003)

Mots clés : courants de Foucault, effet de peau, multiplication de parois, nanocristallins doux

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