MAGNÉTISME
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Mécanismes de l'aimantation technique
Pour minimiser l'énergie magnétostatique et compte tenu de l'énergie magnétocristalline, un monocristal de fer (structure cubique) à l'état vierge ou désaimanté se subdivise en un nombre très grand de domaines élémentaires, dits domaines de Weiss, appartenant à six catégories différentes, chaque catégorie ou phase correspondant à une des six directions de facile aimantation (axes quaternaires du cube). Le processus d'aimantation d'un tel échantillon met en jeu trois mécanismes.
Le premier, celui des déplacements de parois, correspond au déplacement des frontières séparant deux domaines élémentaires, de manière à augmenter le volume du domaine dont la composante de l'aimantation dans la direction du champ appliqué est la plus grande. Comme l'énergie à dépenser pour produire ce déplacement est inférieure à celles qui sont mises en jeu dans les deux autres processus, ce mécanisme joue un rôle prépondérant dans la région initiale de la courbe d'aimantation.
Le deuxième mécanisme correspond, à l'intérieur d'un domaine, à une rotation de l'aimantation spontanée, qui s'écarte de la direction de facile aimantation pour se rapprocher de la direction du champ appliqué. Il faut pour cela surmonter l'énergie magnétocristalline ; ce mécanisme ne prend donc de l'importance que dans les champs moyens ou forts, dans la région terminale de la courbe d'aimantation.
Enfin, un dernier mécanisme correspond à une augmentation de la grandeur de l'aimantation spontanée Ms sous l'action du champ appliqué. Cette augmentation est souvent très faible ou négligeable, en particulier quand le champ appliqué est faible par rapport au champ moléculaire.
La figure illustre bien ces mécanismes : selon l'axe quaternaire [100], seuls interviennent en champ faible des déplacements de parois ; au contraire, selon l'axe ternaire [111], au déplacement des parois s'ajoute, pour des champs plus élevés, une rotation des moments, qui s'éloignent peu à peu des directions quaternaires pour s'aligner selon [111], en luttant contre l'éner [...]
Aimantation d'un monocristal de fer
Dessin
Aimantation d'un monocristal de fer à une température de 5 °C ; l'aimantation d'un échantillon polycristallin de fer doux se situerait entre les deux courbes relatives aux axes de facile [100] et de difficile [111] aimantation.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Écrit par :
- Damien GIGNOUX : docteur ès-sciences physiques, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Étienne de LACHEISSERIE : ingénieur I.S.E.P., docteur ès sciences, directeur de recherche au C.N.R.S.
- Louis NÉEL : Prix Nobel de physique, professeur à l'Institut national polytechnique de Nancy et à l'université de Nancy
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Pour citer l’article
Damien GIGNOUX, Étienne de LACHEISSERIE, Louis NÉEL, « MAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/magnetisme/