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Le
mot magnétisme reste chargé de mystères, pourtant les phénomènes
magnétiques sont connus depuis trois mille ans et les matériaux
magnétiques sont omniprésents dans notre environnement. Une
voiture moderne peut contenir jusqu'à 70 aimants permanents
et dans une cuisine on en trouve au moins une vingtaine. Les
nouvelles technologies de l'information et de la communication
sont aussi des consommatrices importantes de ces matériaux:
bandes magnétiques, mémoires, disques durs... sont tous composés
de matériaux magnétiques. Enfin, l'industrie qui utilise des
matériaux magnétiques dans les transformateurs électriques,
les transports qui emploient des moteurs électriques dans
les locomotives ou des tôles en invar dans les méthaniers
sont aussi d'immenses consommateurs de ces matériaux. le but
de cet exposé est de tenter de lever ces mystères et d'expliquer
la formidable importance des matériaux magnétiques dans nos
sociétés développées.
La
conférence va débuter par un bref historique des matériaux
magnétiques, depuis leur découverte en Asie mineure et en
Chine jusqu'aux développements les plus récents. On verra
ensuite ce qu'est le magnétisme, le champ ou induction magnétique
est produit par une charge électrique en mouvement. C'est
une conséquence directe de la théorie de la relativité d'Einstein.
Ce champ magnétique induit une force sur toutes les particules
en mouvement, c'est là l'origine de toutes les forces magnétiques.
A l'échelle atomique ce sont le mouvement des électrons autour
des noyaux des atomes et le mouvement propre de ces mêmes
électrons (mouvement de rotation) qui sont à l'origine des
deux types de moments magnétiques atomiques: le moment orbital
et le spin. Les liaisons chimiques tendent à compenser ces
moments magnétiques, sauf, dans le cas où survivent à ces
liaisons des couches atomiques incomplètes, comme celle des
métaux dits de transition ou celles des métaux dit de la famille
des terres rares.
On
abordera, ensuite, un aperçu de la diversité des matériaux
magnétiques, les matériaux ferromagnétiques paramagnétiques
et diamagnétiques...On montrera les fondements physiques des
propriétés magnétiques et on décrira un certain nombre de
matériaux spécifiques comme les aimants permanents, les différentes
bandes magnétiques ou les mémoires...On terminera cet exposé
par une description des tendances actuelles dans la science
et la technologie des matériaux magnétiques : le nanomagnétisme
et l'électronique de spin.
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