Sur quelques composés du cobalt et du fer à paramagnétisme très faible et constant

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Submitted on 1 Jan 1953

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Sur quelques composés du cobalt et du fer à

paramagnétisme très faible et constant

A. Serres

To cite this version:

689 diation et

_placée

derrière un mur de

_protection

en

briques

de

_plomb.

La mise en

_place

définitive de la source dans le chariot

_porte-source

a été faite à l’aide d’une

_perche

de

1,5

m filetée à l’une de ses extrémités _que l’on avait vissé dans le trou

_{correspondant}

de la boîte

en aluminium.

L’irradiation

intense de

_{l’opérateur}

pendant

cette dernière man0153uvre a _{pu être réduite} à moins de 5 s.

Efficacité du

_dispositif

de

_protection.

-Lorsque

la source est en

_position

_{d’irradiation,}

un

léger

rayonnement

difîusé est

_perceptible

dans le

puits.

L’intensité de ce

_rayonnement

en différentes

points

est

_indiquée

sur la

_figure

i A.

Après

escamotagé

de la source, des mesures effec-tuées avec un

_compteur

_portatif

ont montré

_qu’un

léger rayonnement

de o,01 à o,05

r/h

subsistait dans la salle d’irradiation dans un _rayon

d’en-viron 5o cm autour de la verticale

_passant

_{par la} source

_(2).

Ce

_rayonnement

a été _{arrêté presque} (2) La dose de tolérance _{généralement} admise est de

0,3o r/semaine.

totalement par un massif de

_plomb

supplémen-taire.

On voit

_d’après

ces résultats _{que cette} installation assurerait encore une

protection

_{suffisante pour} une

source 1o à I oo fois

_plus

intenses.

De très nombreuses

irradiations

ont été effec-tuées avec cette source

depuis

4

mois et l’on constate que la

distribution

géométrique

du

rayonnement

est suffisamment

_{reproductible}

_pour ne _pas

intro-duire

_d’erreurs

décelables dans les mesures

suc-cessives.

La source a été achetée sur des crédits

_spéciaux

accordés _{par le} C.N.R.S. L’ensemble de l’installation

a été réalisé à l’atelier de

_mécanique

du Laboratoire de

_{Chimie-Physique.}

M.

Bauer,

directeur

de

ce Laboratoire nous a autorisé de

_disposer

de la salle souterraine en accord avec Mlle Cauchois

_qui

l’uti-lisait dans un autre but. Nous les remercions tous les dieux bien sincèrement.

Manuscrit reçu le 8 juillet i953.

SUR

_{QUELQUES COMPOSÉS}

DU COBALT ET DU FER

A

PARAMAGNÉTISME TRÈS

FAIBLE ET CONSTANT

Par Mlle A. SERRES,

Laboratoire de _{Magnétisme, Strasbourg.}

Sommaire. 2014 Les coefficients d’aimantation de _quelques composés du cobalt et du fer ont été mesurés.

Ils conduisent à une valeur constante et très faible

_(~A~

80.

_10-6)

_pour les ions de cobalt et de fer à couche _magnétique saturée.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME

_14,

DÉCEMBRE

_1953,

PAGE 689.

Dans une étude des

_alliages

nickel-lanthane,

J. Wucher

_[1]

a observé que les

alliages

de

concen-tration

_{atomique comprise}

entre o et 25 _pour 100

de

nickel,

possèdent

le même coefficient d’aiman-tation que le lanthane pur.

J’ai trouvé le même résultat pour les

alliages

cobalt-lanthane.

Le lanthane

_provenait

du Laboratoire des terres

rares de F. Trombe et

possédait

un

paramagné-tisme

faible,

du même ordre que celui mesuré par F. Trombe

_[2]

_{(-Z=i,i83.10-6}

à

_i6,6oC).

J’ai mesuré : I er échantillon :

2 e échantillon :

J’ai

_préparé

deux

_alliages

dans l’intervalle o-25 pour I00

atomique

de Co

qui

ont donné les résultats suivants :

TABLEAU 1.

Pour une concentration en cobalt

_supérieure

690

à 25 pour 100

atomique,

on obtient des

_alliages

à

paramagnétisme

beaucoup plus

fort et variable

avec la

_{température.}

Dans les deux

_alliages

_étudiés,

le cobalt a

_pris

. le même coefficient

d’aimantation

très faible que le

lanthane

comme

_le

nickel dans les lanthane-nickel.

Il

n’est pas

impossible

que les

petites

variations

des X

mesurés

_puissent

être dues à des traces

d’im-puretés.

Le coefficient d’aimantation du

cobalt,

indé-pendant

de la

_{température,}

dans ces

_alliages

est

voisin

de 80.10-6 _par

_{atome, c’est-à-dire}

du même ordre de

_grandeur

_que ceux trouvés dans les

complexes

du cobalt.

Ce

_{paramagnétisme}

est,

_d’après

G. Foëx

_[3],

caractéristique

d’une couche

_magnétique

vide ou

complète

de l’ion. Ici le cobalt aurait

_complété

sa couche

_magnétique

à

dix.

électrons.

C’est,

proba-blement

un des rares

_exemples

de substance où le cobalt semble atteindre la

_{configuration}

saturée par valence

négative.

Un essai fait avec un

_alliage

fer-lanthane à environ _{5 pour Ioo}

_atomique

de fer a donné un

paramagnétisme

normal et

variable,

et non le

paramagnétisme

très faible et constant du lanthane. G. Foëx

_[4]

a montré que différentes combinaisons

définies

_possèdent

ce même

_{paramagnétisme}

faible

caractéristique

des couches

_magnétiques

saturées : des siliciures

_{(CrSi2, Mn.Si2,}

_FeSi2,

_CoSi2),

la nicke-line

_(NiAs),

la

_pyrite

_(FeS2)..

Ce dernier

_composé

a _{été mesuré par}

_Voigt

et Kinoshita

_{[5] (Z = 0,67.I0-6)}

et Juza et Biltz

_[6]

(Z

=

o, 48.

10-6)

à la

température

ordinaire. Jackson

_{[7] parle}

de valeurs très faibles et

indé-pendantes

de la

_température

_qu’il

a _{trouvées pour}

les coefficients d’aimantation de la

_pyrite

et du

composé

naturel de formule CoAsS. Il considère que, dans ces deux

_composés,

le fer et le cobalt

sont,

non à l’état d’ions libres comme dans les sels

ferreux,

mais à l’état d’ions ferreux et cobalteux coordonnés.

J’ai

_repris

l’étude des

_composés

de formule

_FeS2

sous les

deux

formes cristallines existant à l’état naturel : la

_{pyrite (cubique parahémièdre)}

et la marcasite

_{(orthorhombique).}

Les

deux

échantillons étudiés avaient été choisis

_par

M. R. Weil dans la collection de l’Institut de

_{Minéralogie,}

ce dont

_je

lui suis très reconnaissante. Ils avaient été vérifiés

aux

_rayons

X. Ils ont donné les résultats du tableau II.

_{Les X atomiques}

de la 3e colonne ont été

_corrigés

du

_{diamagnétisme}

du soufre

(XA =- 1 5. 10-6).

TABLEAU II.

Les X

sont très faibles et _{très peu} variables. Les

_petites

variations

observéès

et les différences obtenues entre les

deux.

formes

cristallines

de

_FeS2

peuvent

s’expliquer

par des traces

_{d’impuretés}

à

paramagnétisme

normal,

que l’on trouve

toujours

dans les

_produits

naturels en faibles

_{proportions :}

il suffirait de 2 à

₄

_pour i ooo de

_composé

_ferreux ou

_ferrique,

à constante de Curie de l’ordre de

3,5

à

4,3,

pour

expliquer

les variations observées. On

_peut

déduire _pour l’ion fer à couche saturée

un coefficient. d’aimantation

_{x,& --’}

80.10-6.

J’ai étudié

_également

un autre sulfure naturel de formule

_C03S4,

la

linnéite,

du

_type

_spinelle,

dans

lequel

le cobalt est aussi à l’état d’ion coordonné. J’ai mesuré un coefficient

d’aimantation

constant : x

== 1, 2 7 - i o-6

de g à i 15,9

C; soit,

après ;correction

du

_{diamagnétisme}

du soufre : _{xA = I50. 10-6 par} atome de cobalt. En

_{remarquant que}

ce

_composé

naturel,

à structure de

_spinelle,

_peut

contenir des traces

_{d’impuretés ferromagnétiques,}

telles _que

magnétite

ou

ferrites,

cette valeur de _xA mesurée est

_probablement

_trop

forte. Elle

_{paraît compatible}

avec le nombre 80. I0-6 trouvé dans les

_alliages

cobalt-lanthane pour l’ion cobalt à couche saturée. Nous avions

_pensé

_que le fer se

_comporterait

de

façon analogue

dans les

_{composés FeAs2}

et

_FeSb2.

Or,

le

_composé

naturel de

formule

_FeAs2

_(la

loel-lingite)

et le

_produit

de

_synthèse

_FeSb2

_que

_j’ai

étudiés,

ont un

_{paramagnétisme}

beaucoup plus

grand

que la

pyrite

et variable avec la

_{température.}

Il semble que, dans ces

_composés,

le fer se trouve à l’état d’atome

neutre,

de _{moment P.B} =

2,83

et

non à l’état d’ion fer coordonné.

En

résumé,

dans les

_composés

étudiés,

l’ion Co et l’ion Fe à couche

_magnétique

saturée ont un’ très faible coefficient d’aimantation

_atomique

du même ordre r-

80.10-6,

_et

probablement

aussi

semblable à celui du Ni dans les

_alliages

nickel-lanthane et _{dans NiAs par}

_exemple.

Manuscrit _reçu le 8 _{juillet 1953.}

BIBLIOGRAPHIE. [1] WUCHER J. - J. Physique Rad., 1952, 13, 278, [2] TROMBE F. - Thèse, Paris, 1936. [3] FOËX G. - Le

Magnétisme. Réunions de _Strasbourg,

1939, 3, 193; Helv. Phys. Acta, 1953, 26, 199.

[4] FOËX G. - J. Physique Rad.,

1938, 9, 41; Bull. Soc. Chim. Fr.,

1949,

p. D 128.

[5] VOIGT et KINOSHITA. - Ann.

Physik, 1907, 24, 492. [6] JUZA et BILTZ. - Z. anorg.

Chem., 1932, 205, 281.

[7] JACKSON. -