Antiferromagnétisme de l'alliage, Pd3 Mn2

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Submitted on 1 Jan 1959

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Antiferromagnétisme de l’alliage, Pd3 Mn2

J.P. Burger, R. Wendling, J. Wucher

To cite this version:

J.P. Burger, R. Wendling, J. Wucher. Antiferromagnétisme de l’alliage, Pd3 Mn2. J. Phys. Radium,

1959, 20 (2-3), pp.427-429. �10.1051/jphysrad:01959002002-3042700�. �jpa-00236063�

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ANTIFERROMAGNÉTISME DE L’ALLIAGE, Pd3 Mn2

Par J. P. BURGER, ^{R. WENDLING et J.} WUCHER,

Laboratoire Pierre-Weiss, Strasbourg, ^France.

Résumé.

L’alliage Pd3Mn2 ^est antiferromagnétique ^à l’état désordonné. A l’état de sur-

structure, obtenu par ^un recuit approprié, ^{on observe une rémanence} thermomagnétique ^{03C3r étroi-}

tement liée au point ^{de Néel} tc

320 °C de l’état désordonné : 1) ^{03C3r est détruite en chauffant au}

delà de tc. 2) ^La trempe ^en présence ^d’un champ n’est efficace qu’à partir ^{de tc.}

Abstract.

In the disordered state the alloy Pd3Mn2 ^is antiferromagnetic. By appropriate annealing, ^{one obtains a} superstructure ^which presents ^a thermomagnetic remanence, related to the Néel point of the disordered state, at tc

320 °C : 1) ^{03C3r is} destroyed by heating ^{above tc.}

2) Quenching ^{in a} magnetic field is effective only ^{below tc.}

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM TOME} 20, FÉVRIER-MARS 1959,

Grube et Winkler [1], ^{dans leur étude du} systèmes palladium-manganèse, ^ont trouvé que la ^structure

cubique ^{à faces centrées de} l’alliage ^{à 40} % ^ato- mique ^de manganèse ^se transforme à 1 175°C en une structure tétragonale ^{à faces} centrées, ^{avec une} répartition statistique ^{des atomes dans le réseau.}

Ces auteurs signalent pour ^cette phase, ^{dont le}

domaine d’homogénéité ^{s’étend de 35 à 45} % ^ato- mique ^de manganèse ^à 600 °C, l’apparition ^au-

dessous de 530 °C d’un état à surstructure, ^{avec un} comportement ferromagnétique ^{en dessous de}

350°C.

Nous avons cherché à préciser ^les propriétés magnétiques ^de l’alliage PdgMn2 ^à l’état ^désor-

donné et à l’état ordonné. Les échantillons étudiés

ont été préparés par fusion au four à induction sous

atmosphère d’argon purifié, ^à partir ^de manganèse

distillé et de palladium physiquement pur.

I. État désordonné.

Une trempe ^{dans un bain}

d’huile à partir ^d’une température supérieure ^à

530 °C permet ^l’étude thermomagnétique ^de

l’alliage ^{à l’état} désordonné entre 15 °C et 400 °C, température ^au voisinage ^de laquelle ^{les effets de}

transformation désordre-ordre commencent à se

manifester. A température croissante, la suscep- tibilité croît pour passer par ^un maximum

vers 320 °C (fig. 1). Entre 600 °C et 1 300 °C

(tableau) l’alliage suit la loi de Curie-Weis (M + 96) (T + 430) =8,4, ^ce qui correspond ^{à un}

moment de 5,8 magnéton ^{de Bohr} pour ^{la demi-} molécule Pdl,6Mn. ^{Ce moment} peut ^{être attribué}

au seul atome de manganèse, qui ^se trouverait dans

l’alliage ^à l’état d’ion bivalent Mn++ (moment théorique 5,9 [IB)-

II. État ordonné.

La figure ² représente ^la

variation de x ^en fonction de la température ^dans

un champ ^{de mesure de 2} 500 0152rsteds _pour l’alliage

recuit pendant ^{170 heures à 480 °C.} Les suscep-

i ibilités, notablement plus élevées que celles de

l’état désordonné (X15* augmente ^{de 15.10-6 à} 150.10-6), passent par ^{un maximum} prononcé

vers 210 °C.

La susceptibilité ^est indépendante ^du champ ^à

des températures supérieures ^{à 320} ’OC, température

de Néel de l’état désordonné. La figure ^2a repré-

FIG. 1.

sente la variation de _x en fonction du champ ^{à tem-} pérature ^{ambiante. Pour une série de} températures comprises ^{entre 15 OC et 320} °C la variation de _x

avec le champ ^est plus complexe ^{et fera} l’objet

d’une étude ultérieure. Lorsque ^l’on dépasse ⁵³⁰ OC,

la substance revient très rapidement ^à l’état désor-

donné, invariablement caractérisé par la courbe de la figure ^1.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01959002002-3042700

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TABLEAU

FIG. 2.

III. Rémanence thermomagnétique [2]. ^{- nouas}

avons laissé refroidir l’alliage, ^{à l’état de surstruc-} ture, caractérisé par la courbe de la figure ^{2 dans un} champ magnétique ^de l’appareil ^{de mesure. A tem-} pérature ^{ambiante on} observe alors, superposée ^à l’aimantation primitivement ^mesurée (§ II), ^une

aimantation parallèle ^au champ appliqué pendant

le refroidissement. Cette aimantation super-

posée (6ry, ^{se manifeste dans la balance de trans-}

lation Foëx-Forrer, par ^une attraction supplémen-

taire ou une répulsion ^{de même} grandeur ^{selon que}

le champ ^{de mesure est de même sens ou de sens} opposé ^au champ oppliqué pendant ^{le refroidis-}

sement.

Cette aimantation est rigidement ^{liée à l’échan-}

tillon, ^{car elle n’est} plus décelable ^{dans notre}

méthode lorsqu’on ^tourne l’échantillon de 900 par

rapport ^au champ. ^{Au fur et à mesure que l’on}

chauffe l’échantillon, ^{6r diminue} (fig. 3) ^pour dispa-

FIG. 3.

FIG. 4.

raître au voisinage de 1, = 320 OC, point ^{de Néel}

de l’état désordonné.

Refroidi à partir ^{d’une même} température (Tt ^{= 440} OC) jüsqu’à ^la température ordinaire

dans des champs différents, l’échantillon acquiert

429

des aimantations dont les valeurs ^sont portées (fig. ⁴ 1) ^en fonction du champ ^de trempe. ^La figure ^{4 II} représente les aimantations obtenues par des refroidissements ^à partir de diverses tempé-

ratures jusqu’à ^la température ^{ambiante en} pré-

sence d’un champ ^de 1 650 0152rsteds.

L’intervalle de température, ^dans lequel ^{le refroi-}

dissement dans un champ magnétique de 1 650 Oe est efficace _pour l’apparition d’une aimantation rémanente superposée s’étend de 110 °C à 320 oC, point ^{de Néel de la} phase désordonnée. Il faut

cependant remarquer que l’alliage ^{à l’état désor-}

donné ne présente ^aucune thermorémanence.

Le matériel expérimental que ^{nous avons} pu rassembler jusqu’à présent ^{ne nous} permet pas

d’interpréter ^{tous les} phénomènes observés. Nous espérons que l’étude systématique que ^{nous avons}

entreprise ^{aboutira à une telle} interprétation.

RÉFÉRENCES

[1] ^GRUBE (G.) et WINKLER (O.), ^Z. Elektroch., 1936, 42,

815.

[2] ^PERAKIS (N.), ^WUCHER (J.), ^PARRAVANO (G.) ^{et WENO-}

LING (R.), C. R. Acad. Sc., 1958, 246, ^{n° 21.}

DISCUSSION

M. Vogt.

^Nous avons obtenu des résultats semblables _pour les alliages ^Pd-Cr. Après ^{un recuit}

à env. 500,DC ^{on trouve} des maxima de la suscep- tibilité. La température ^{de Néel} augmente ^{avec la} concentration de Cr. De la variation avec la tempé-

rature de la susceptibilité au-dessus de la tempé-

rature de Néel, ^on peut déduire des droites de Weiss avec des 0 positifs. ^On peut supposer qu’il y ^a ici une superposition ^de couplage antiferroma-

gnétique ^et ferromagnétique. ^Mais il y ^{a une} diffé-

rence aux résultats des Pd-Mn : ^nous n’avons pas trouvé des propriétés ferromagnétiques vraies ; ^la susceptibilité ^ne dépend pas du champ ^{en dessous}

de 90 OK environ. Les propriétés ^{de ces} alliages ^sont

semblables à celles des alliages Cu-Mn. Les résul- tats seront publiés par Dr. Gerstenberg ^{dans la}

Ztschr. f. Metallkunde.

M. Wucker. - Il ne semble _pas nécessaire d’introduire un couplage ferromagnétique super-

posé ^{à un} couplage antiferromagnétique ^{pour inter-} préter ^les propriétés thermorémanentes de Pd3Mn2,

ainsi _que celles de NiO et CrSb. En supposant l’existence des domaines antiferromagn étiques, ^la

thermorémanence observée pourrait ^{être une} pro-

priété générale ^{de tous les} antiferromagnétiques

non rigoureusement stoechiométriques, ^{pourvu que}

dans un mono-domaine les vacances ou les excès au

porteur ^{de moment soient} répartis ^d’une façon

privilégiée ^{sur des sites à} spin parallèle.