Ferromagnétisme - Définition

Cycles d'hystérésis

• Lorsque l'on a magnétisé un échantillon de matériau jusqu'à la saturation et que l'on fait décroître l'excitation H, on constate que B décroît également mais en suivant une courbe différente qui se situe au-dessus de la courbe de première aimantation. Ceci est le fait d'un retard à la désaimantation. On dit qu'il y a hystérésis
• Lorsque H est ramené à 0, il subsiste un champ magnétique B appelé champ rémanent. Pour annuler ce champ rémanent, il est nécessaire d'inverser le courant dans le solénoïde, c’est-à-dire d'imposer à H une valeur négative. Le champ magnétique s'annule alors pour une valeur de l'excitation H appelée excitation coercitive.

Matériaux magnétiques doux

Ce sont en général des matériaux doux mécaniquement. Ces matériaux ont des cycles très étroits : l'excitation coercitive ne dépasse pas 100A·m^-1. Ils possèdent une grande perméabilité. Quelques exemples :

• SuperMalloy (fer, nickel, molybdène, etc.) : H = 0.16A.m^-1, B = 1,2 T (l'un des plus doux).
• Fer + 3 % de Silicium, grains orientés : H = 8A·m^-1, B = 1,0 T.
• Certains alliages métalliques amorphes à base de fer.

Les matériaux magnétiques doux sont utilisés pour réaliser des électroaimants (leur aimantation doit pouvoir facilement être annulée) ou des circuits magnétiques fonctionnant en régime alternatif (machines électriques, transformateurs), car ce phénomène d'hystérésis est responsable de pertes d'énergie.

Matériaux magnétiques durs

Contrairement aux précédents, les cycles sont extrêmement larges : plusieurs centaines de kA·m^-1. Il est impossible de les dessiner dans un même repère que les précédents.

Certains de ces matériaux à base de terres rares (alliages samarium-cobalt ou néodyme-fer-bore), ne se désaimantent pas, même lorsqu'on annule le champ magnétique interne (l'excitation vaut alors H). Pour annuler (en fait inverser) l'aimantation, il est nécessaire de fournir une excitation magnétique que l'on appelle excitation de désaimantation irréversible, notée H.

L'application des propriétés de ces matériaux est la réalisation d'aimants permanents de très forte puissance.