Contribution à l'élaboration et à l'optimisation d'alliages magnétiques permanents Sm-Co-Cu-Fe-Zr

by Laurent Cataldo

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Marie-Thérèse Cohen-Adad.

defended on 1996

in Lyon 1 .

Thesis committee members: Marie-Thérèse Cohen-Adad.


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  • Abstract

    L'etude concerne l'elaboration d'alliages sm-co-fe-cu-zr utilises pour la fabrication d'aimants permanents. L'objectif poursuivi a ete une optimisation des proprietes magnetiques a travers la mise au point des conditions d'elaboration. Les aimants permanents a base de co-sm-cu-fe et zr sont encore actuellement les seuls materiaux susceptibles de travailler a haute temperature (300\c) sans alteration notable de leurs proprietes magnetiques (temperature de curie, coercitivite elevee, produit energetique 28mgoe). Le processus d'elaboration de ces alliages est complexe et comporte trois etapes : une etape d'homogeneisation a haute temperature destinee a obtenir un materiau monophase, un recuit a basse temperature au cours duquel se forme la microstructure cellulaire responsable des bonnes proprietes magnetiques de ces alliages, un durcissement magnetique produit par un refroidissement lent. L'objectif du travail a ete de definir les limites des domaines monophases des phases constitutives de ces aimants. Ces deux phases derivent des composes sm 2co 1 7 et smco 5. La substitution par cu, fe et zr conduit a des composes de type 2:17 rhomboedriques ou hexagonaux suivant que la phase est issue de sm 2co 1 7 ou smco 5. En raison du manque de donnees coherentes de la litterature, une etude systematique des sous systemes limites du systeme quinaire co-sm-cu-fe-zr a ete entreprise. Systeme binaire co-sm dans le domaine riche en cobalt : il a ete mis en evidence que dans ce systeme il existe une solubilite importante vers 1370\c du samarium dans le cobalt. Les differentes phases existant dans le domaine riche en cobalt (sm 2co 1 7, smco 5, sm 5co 1 9, sm 2co 7) ont ete etudiees du point de vue de leur proprietes physicochimiques (fusion, reaction de formation, spectre de diffraction de rx, stoechiometrie). Systemes ternaire co-sm-cu et quaternaire co-sm-cu-fe : les domaines monophases des phases 2:17 rhomboedrique et 1:5 ont ete determines en composition et en temperature. Systeme quinaire co-sm-cu-fe-zr : a la stoechiometrie 2:17 correspondent deux formes cristallines, l'une rhomboedrique, l'autre hexagonale issue de la phase 1:5 a travers une phase desordonnee 1:7. Des echantillons quinaires ont ete elabores a 1150\c, le domaine monophase 1:5/1:7/2:17h a ete delimite pour une teneur en cuivre egale a 4 at%, et les phases adjacentes susceptibles d'etre observees dans des materiaux en fonction d'une modification de composition ont ete definies. L'etude a ete completee par la recherche de l'evolution des materiaux lors de l'etape de recuit basse temperature. Dans cette etude, les materiaux ont ete elabores par fusion au four a arc et recuits sous atmosphere d'argon purifie. La composition nominale des echantillons a ete determinee par spectrometrie d'emission plasma. Les phases ont ete caracterisees par diffraction de rx, examen metallographique et leur composition a ete analysee par microsonde. Une analyse par mossbauer a permis de situer les sites substitues par le fer dans les phases 2:17r et 1:5.

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Informations

  • Details : 1 vol. (203 p.)
  • Annexes : Bibliogr. pagination multiple [8] p.

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  • Library : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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