Propriétés microstructurales et magnétiques d’un alliage nanostructuré à base de FeCo
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Date
2009
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Abstract
Le nanocomposite type Hitperm de composition Fe31Co31Nb8B30 (wt.%) a été
préparé par broyage mécanique haute énergie dans un broyeur planétaire. Les
variations morphologiques, structurales et microstructurales des poudres broyées ont
été suivies par microscopie électronique à balayage et diffraction des rayons X. Le
changement du comportement magnétique avec le temps de broyage et la température
de traitement a été étudié par spectrométrie Mössbauer, mesures magnétiques et
analyse calorimétrique différentielle.
Les observations morphologiques ont montré l’existence d’une large
distribution de la taille et la forme des particules de poudres broyées avec une
augmentation de la taille après 10 h de broyage. Un affinement considérable est
achevé pour des temps plus longs.
L’affinement Rietveld des spectres de diffraction X a révélé la formation des
borures métastables Fe3B et Fe23B6 après 1 h de broyage et la décomposition de la
phase Fe23B6 en Fe3B, Fe2B et Fe α après 10 h. Un état stationnaire, caractérisé par
une matrice amorphe dans laquelle sont dispersés des nanograins FeCo, est observée
à partir de 25 h de broyage. La cinétique d’amorphisation est décrite par deux
coefficients d’Avrami, n1 = 1,41 et n2 = 0,34.
Le caractère paramagnétique de la phase amorphe, mis en évidence par la
spectrométrie Mössbauer, est dû à son enrichissement en éléments non magnétiques
(Nb et B). Après 125 h de broyage, une matrice amorphe majoritaire (~95%) à
l’intérieur de laquelle sont dispersés des nanograins FeCo et Fe2B est obtenue. La
réduction du moment magnétique entraîne une diminution du champ hyperfin moyen
et de l’aimantation à saturation.
L’excès de l’enthalpie, dû à la grande densité des défauts cristallins, est
dégagé à une température inférieure à 573 K. La cristallisation et la croissance des
domaines cristallins sont dominants à hautes températures. Les températures de
Curie qui sont proches de l’ambiante réflètent l’inhomogénéité en composition de la
matrice amorphe paramagnétique.