RARE EARTH-TRANSITION METAL PERMANENT MAGNETS

Résumé
Une température d'ordre élevée et une forte anisotropie sont des propriétés essentielles à l'origine de la coercitivité des aimants permanents. Une combinaison optimum de ces propriétés peut être obtenue dans les composés terres rares-métaux de transition. Parmi les composés binaires, elles caractérisent la phase SmCo₅, mais aucune de phase R-Fe. Elles ont été récemment observées dans le composé ternaire Nd₂Fe₁₄B. Dans de tels systèmes, deux processus métallurgiques essentiels peuvent permettre d'obtenir de la coercitivité. Les aimants SmCo₅ et Nd₂Fe₁₄B sont élaborés par frittage de poudres. La coercitivité est déterminée par la nucléation de domaines la surface des grains. Des défauts structuraux induisent une réduction très importante de la coercitivité, plus particulièrement dans SmCo₅. Dans les aimants Sm(Co-Cu)₅ et Sm(Co, Fe, Cu, Zr)_7-8, un accrochage des parois entre domaines a lieu sur des défauts structuraux, associés à la coexistence de deux phases présentant des propriétés magnétiques différentes. Dans tous ces systèmes, la décroissance de la coercitivité lorsque la température augmente, est plus importante que celle de l'anisotropie. Ceci montre que les effets d'activation thermique, particulièrement importants dans Sm(CoCu)₅ où le piégeage des parois a lieu sur des défauts de très petites dimensions, doivent être pris en compte.

Abstract
High ordering temperature and large uniaxial anisotropy are basic magnetic properties at the origin of coercivity in permanent magnets. An optimum combination of these may be obtained in rare earth-transition metal compounds. Among binary compounds, they characterize the SmCo₅ phase, but none of the R-Fe phase. They were recently observed in the ternary Nd₂Fe₁₄B compound. In such systems, two main metallurgical processes may allow to develop coercivity. SmCo₅ and Nd₂Fe₁₄B magnets are elaborated by sintering of powders. Coercivity is determined by nucleation of reverse domains at grain boundaries. Structural defects induce a severe reduction of coercivity, especially in SmCo₅. In Sm(Co-Cu)₅ and Sm(Co, Fe, Cu, Zr)_7-8 magnets, pinning of domain walls occurs on structural defects, which are associated with the coexistence of 2 phases with different magnetic properties. In all systems, the decrease of coercivity as temperature increases is larger than that of anisotropy. This reveals that thermal activation effects, particularly enhanced in Sm(Co-Cu)₅, where pinning of walls occurs on defects at a very small scale, must be taken into account.