par KeAi Communications Co.
Les alliages Fe-Ga magnétostrictifs, caractérisés par une faible dépendance à la température, une perméabilité élevée et de bonnes propriétés mécaniques, suscitent un intérêt croissant parmi les matériaux magnétostrictifs. En particulier, les alliages Fe-Ga polycristallins présentent un large potentiel dans des applications telles que les capteurs, les actionneurs et les implants en raison de leur diversité structurelle et de leurs faibles coûts de production.
Néanmoins, les alliages Fe-Ga polycristallins sont limités par un compromis entre une forte contrainte magnétostrictive et une sensibilité élevée en raison de leurs relations inverses avec l’anisotropie magnétique. Cela incite à agir rapidement pour surmonter le goulot d’étranglement entre la contrainte magnétostrictive et la sensibilité pour une gamme d’applications plus large.
La déformation magnétostrictive des alliages Fe-Ga est étroitement liée aux structures des grains et des domaines, tandis que l’essence de la sensibilité magnétostrictive réside dans la facilité de mouvement des domaines magnétiques pendant le processus de magnétisation. Ce processus est soumis à divers facteurs, notamment la structure des domaines, la densité de dislocations et les limites des grains.
Dans une étude publié dans le journal Matériaux en poudre avancésun groupe de chercheurs de Chine et de France a proposé une nouvelle stratégie pour réaliser l’amélioration synergique de la contrainte magnétostrictive et de la sensibilité dans les alliages Fe-Ga polycristallins.
« Un procédé combiné de fusion de poudre par faisceau laser (LPBF) et de recuit sous champ magnétique (MFA) a été proposé pour la première fois : des alliages Fe-Ga polycristallins à grains orientés préférentiellement ont été préparés en utilisant le procédé LPBF à gradient de température élevé », explique l’un des auteurs correspondants de l’étude, Chengde Gao, professeur à l’Université du Centre-Sud. « Par la suite, le traitement MFA a été utilisé pour manipuler la structure du domaine et la résistance au mouvement des domaines magnétiques. »
L’équipe multidisciplinaire a constaté que les grains orientés en colonnes et les domaines à 90° développés par LPBF et MFA contribuaient à l’augmentation de la constante d’anisotropie magnétique effective, conduisant à une amélioration de la déformation magnétostrictive. De plus, la résistance au mouvement du domaine magnétique a été effectivement diminuée en raison des structures de domaine lisses et des faibles densités de dislocations, démontrant une synergie fructueuse entre la sensibilité à la déformation magnétostrictive.
« Ce procédé combiné de LPBF et de MFA a non seulement brisé le goulot d’étranglement entre la contrainte magnétostrictive et la sensibilité des alliages Fe-Ga, mais a également permis la préparation de diverses géométries et structures », ajoute Cijun Shuai, auteur principal et co-correspondant de l’étude, également professeur à la Central South University.
« En d’autres termes, cette étude pourrait offrir de nouvelles perspectives pour la fabrication intégrée d’alliages magnétostrictifs à hautes performances et à structure personnalisée, permettant une plus large gamme d’applications potentielles. »
Plus d’informations :
Xiong Yao et al., Synergie magnétostrictive de sensibilité à la contrainte pour les alliages Fe81Ga19 traités par fusion sur lit de poudre par faisceau laser par recuit sous champ magnétique, Matériaux en poudre avancés (2024). DOI: 10.1016/j.apmate.2024.100216
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