Etude structurale et magnétique de rubans Fe-(Cu)-Si-B-(Nb, Zr, Mo) amorphes et nanocristallins. Effet d'un traitement thermochimique de nitruration

par Sandrine Morin-Grognet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Hassane Atmani.

Soutenue en 1999

à Rouen .


  • Résumé

    Depuis 1988, l'alliage ferromagnétique de composition Fe 7 3, 5Cu 1Nb 3Si 1 3 , 5b 9 (Finemet) est étudié pour ces propriétés magnétiques douces remarquables, combinant les avantages des amorphes à base de fer et ceux des amorphes à base de cobalt. Ces propriétés sont reliées à l'état nanocristallin, constitué de nanograins magnétiques de -Fe(Si) dispersés dans une matrice amorphe magnétique. Pour obtenir cette nanostructure, nous avons utilisé, pour la première fois sur des alliages Fe-(Cu)-Si-B-(Nb, Zr, Mo) bruts de trempe, un traitement thermochimique de nitruration. Ce traitement nécessite un temps de recuit plus élevé par rapport à celui utilisé habituellement pour un traitement thermique conventionnel. Cette étude montre qu'une structure nanocristalline peut être obtenue après TTN (520°C, 6 h), dans les échantillons contenant un élément inhibiteur (Nb, Zr, Mo). La nature de l'élément influence la taille de grains, la teneur en silicium dans -Fe(Si) et la fraction cristallisée. L'étude magnétique a permis de corréler l'obtention de bonnes propriétés magnétiques douces avec la structure nanocristalline. L'étude des échantillons nanocristallisés par TTN (520,6), montre une pénétration partielle de l'azote ; ceci est expliqué par la présence d'une phase amorphe résiduelle qui ralentit la diffusion de l'azote. Dans les zones nitrurées, nous avons détecté la formation de fer pur. La formation de la phase -Fe lors du processus de nitruration est expliquée par la bonne affinité du silicium avec l'azote, conduisant à l'apparition probable de la phase Si 3N 4. Ceci entraîne une augmentation de la température de Curie de la fraction cristalline. La nitruration conduit également à une diminution de la magnétostriction, en accord avec une fraction cristalline plus importante et entraîne une augmentation de H C du fait de la présence de Fe 4N. Nous avons proposé un mécanisme de nitruration dans ces échantillons et montré l'influence de la nitruration sur les propriétés magnétiques douces.


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