THE EFFECT OF HYDROGEN ON THE MAGNETIC STRUCTURE OF INVAR ALLOYS

Résumé
L'influence d'hydrogène absorbé sur la structure magnétique d'alliages invar c.f.c. Fe₆₅Ni₃₅, Fe₆₆Mn₃Ni₃₁ et Fe₆₉Ni₂₈C₃ a été étudiée par spectrométrie Mössbauer. Au fur et à mesure de l'hydrogénation électrolytique, la contribution à bas champ interne du spectre d'absorption, qui est supposée être à l'origine de l'effet invar, se modifie profondément et il apparaît une forte proportion de phases hydrures. L'analyse des spectres montre que les hydrures, qui ont la même structure c.f.c. que la matrice, conservent uniquement une composante fortement ferromagnétique. Cet effet de l'hydrogénation est interprété par un remplissage de la bande 3d par les électrons de l'hydrogène dans un modèle de bande de Stoner. Une effet inverse, précédemment observé sur un alliage Fe₅₅Ni₄₅, avec un champ interne de l'hydrure 15% plus petit que celui de la machine, peut être expliqué par le même modèle.

Abstract
The effect of absorbed hydrogen on the magnetic structure of f.c.c. invar alloys, Fe₆₅Ni₃₅,Fe₆₆Ni₃₁Mn₃ and Fe₆₉Ni₂₈C₃, was studied by means of ₅₇Fe Mössbauer effect. As the electrolytic hydrogenation preceeded, the characteristic absorption spectrum with low internal field components, which is believed to be an origin of the invar effect of these alloys, was drastically changed and hydride phases appeared in large fractions. The spectral analysis showed that the hydrides with the same f.c.c. structure as the matrix phase lost the weak field components and only strong ferromagnetic components remained. This effect of hydrogen on the magnetic structure of invar alloys was interpreted in terms of 3d hole filling with electrons from solute hydrogen in the Stoner's band model. A reverse effect found by a previous study on a non-invar Fe₅₅Ni₄₅ alloy that the internal field of the hydride became about 15% smaller than that of the matrix phase was explained by the same model.