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Propriétés magnétiques des ferrites
Charles Guillaud
To cite this version:
PROPRIÉTÉS
MAGNÉTIQUES
DES FERRITES Par CHARLES GUILLAUD.Sommaire. 2014 Nous donnons
une étude générale des propriétés magnétiques des ferrites simples et mixtes et nous les discutons en vue d’établir les relations qui existent entre ces propriétés et la distribution des ions dans les ferrites à structure de spinelle.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME MARS PAGE
1. Introduction. - Nous
nous sommes
proposé
l’étude despropriétés
ferromagnétiques
des ferritesrépondant
à la formulegénérale
(Fe,O,,
MO,
M‘0...);
M, M‘,
... , ~représentant
les ions des métaux biva-lents :Mn, Fe, Co,
Ni,
Mg,
Zn;
le titre moléculaireen
Fe,O,
étantégal
à 5o pour 100. Ils’agit
soit deferrites
simples
ne contenantqu’une
seuleespèce
d’ionsbivalents,
soit de ferrites dits « mixtes » danslesquels
onincorpore
deux ou trois ions bivalents différents. Nous pouvons aussireprésenter
cesferrites par la formule
développée :
Cette étude nous a
permis d’apporter
des élémentsimportants
à lacompréhension
du mécanisme duferromagnétisme
de ces matériaux.Nous ne discuterons que des moments à satura-tion réservant les autres
propriétés,
enparticulier
l’aimantation
initiale,
l’hystérésis,
etc.,
pour d’autrespublications.
2.
Préparation.
- Lespréparations
des ferrites sontparticulièrement
difficiles à cause des nombreuxparamètres
qui
interfèrent : étatphysico-chimique
despoudres, pression d’agglomération, température
ettemps
dechauffage, atmosphère
derecuit,
etc. Nous ne nous étendrons pas sur les nombreuxproblèmes
d’ordrechimique
que nous avons eu à résoudre. Ils sortent du cadre de cette étude et ferontégalement
l’objet
depublications spéciales.
Nous ne donnerons ici que lesprincipes qui
ontguidé
notre travail.Nous avons mis au
point,
pourchaque
casparti-culier,
unetechnique
depréparation
telle que nosmatériaux
possédaient
lescaractéristiques
sui-vantes,
permettant
leurparfaite
définition :10
Impuretés
inférieures à 0,02 pour 10oo enpoids.
20 Le
rapport
était égal
1 aurapport
atomes M /théorique
à1/2
oooeprès.
30 La teneur en ions Fe++ ou en ions M>++ était
inférieure à
o,05
pour 10o enpoids.
4 °
Phaseunique,
très bien cristallisée(d’après
des étudesmagnétiques
et aux rayonsX).
50
Homogénéité
tellequ’elle permettait
la repro-duction despropriétés magnétiques
de saturationau
1/IOOOe
près
en différentspoints
du matériau.On
peut distinguer
deux groupes deferrites,
ceuxdont les
propriétés
magnétiques
sontindépendantes,
dans delarges
limites,
de latempérature
de cuisson et de la vitesse de refroidissement et ceux dont lespropriétés
dépendent
de ces conditions deprépara-tion. Nous
préciserons chaque
casparticulier.
Si les conditions de définition ci-dessus sont
remplies,
lespropriétés magnétiques
des ferrites dupremier
groupe(stables
aux traitementsther-miques)
sontreproductibles
au1 /sooe
près
d’unéchantillon à l’autre. On obtient aussi cette
précision
avec les ferrites du deuxième groupe, à
température
et vitesse de refroidissement constantes.
Nous insistons sur cet
aspect
chimique
dupro-blème,
quant
auxprincipes,
car pourpouvoir
tirer des conclusionsgénérales
de l’étude desferrites,
il estindispensable
de les bien définir. Comme d’autrepart
lespropriétés magnétiques
sont très sensibles aux différentes causesd’imperfection,
même
minimes,
on voit toutel’importance
de leurparfaite
préparation.
3.
Propriétés
ferromagnétiques. -
1.-Ferrites
simples
et mixtes demanganèse
et de Zinc[1].
- Nous
avons fait varier le titre moléculaire en
MnO de ces ferrites de formule
générale
(Fe,O,,
MnO,
ZnO)
de 1 o à 5o pour 100 tout en maintenantconstant et
égal
à 5o pour 100 le titre moléculaire enle
complément
étant, fourni par ZnO. Lafigure
ireprésente
la variation del’aimanta-tion -
(moment magnétique
de l’unité demasse)
enfonction
de 1-
(H,
étant lechamp intérieur).
On HiFig. I.
Les lois
d’approche
en fonction de latempéra-ture sont
représentées ( fig.
2, 3 et4).
Nous consta-tons que la loi en T=’ donne une courburequi
va en s’accentuant pour les titres moléculaires en MnOdécroissants;
les mesures ont étépoursuivies
jus-qu’à
T = 20° K.Sur la
figure
5 sontreproduites
Ie3 variations des aimantationsspontanées 6s
en fonction deT.
crû u
Enfin,
dans le tableau I sontgroupées
lesprin-cipales
caractéristiques magnétiques :
l’aimantationc pour un
champ
intérieur de 18 5oo Oe et à latempérature
de ~85° K(0’18,,07,28,,0
nous
donnonséga-lement cette aimantation aux
températures
de77° K
et 20°K,
ainsi que la saturation absolue 0’:/0,0-Dans la colonne suivante
figurent
les valeurs de nen
magnétons
de Bohr Pour obtenir cesvaleurs,
nous avons divisé la saturation absolue moléculaire~ x masse
moléculaire)
par la valeur dumagné-ton de Bohr
(5 593).
Ils’agit,
enfait,
du moment d’un ion de la molécule. Dans toute l’étudequi
vasuivre, c’est cette’donnée
qui
sera laplus
utilisée.Dans la dernière
colonne,
figurent
lespoints
deCurie,
qui
varient d’ailleurs linéairement en fonc-tion du titre.constate que la loi
d’approche
---H
estsatisfaite
depuis
le ferritesimple,
jusquau
ferrite mixte renfermant 20 pour 100 de MnO.Puis,
au-dessous de ce titre, les ferrites se saturent très
diffi-cilement,
la loien 1
fait alorsplace
à la loi en2013.
7j H2
Fig. 2.
TABLEAU 1.
2. Ferrites
simples
et mixtes de cobalt et de zinc[2]
--- Nous ne
signalerons,
en cequi
concerne cedeuxième groupe, que l’anomalie que nous avons
observée. En
effet,
les courbes a- =f T)
àchamp
constant
( fig. 6)
sont à cetégard suggestives.
Une étude faite à 2oD K nous a montré que l’aimantation241
aux
températures supérieures
àl’anomalie,
d’où unmême état
électronique
des couches 3 d avant etaprès
l’anomalie.Fig. 3.
On
peut
rapprocher
cette anomalie de celle étudiée par Weiss et Forrer surFe,04.
TABLEAU 1.
Nous nous sommes un peu étendu sur les
pro-priétés magnétiques
des ferrites demanganèse
et de cobalt afin d’en montrer la diversité. Nous nouscontenterons,
dans lasuite,
de ne donner que lesvaleurs de l’aimantation à saturation n définie
ci-dessus,
permettant
de discuter du mécanisme duferromagnétisme
desferrites,
cequi
est le butprincipal
de cette étude.Le tableau II
reproduit
lesprincipales
valeursmagnétiques
intéressantes. 160140
G
120
100 80 °60
’s~
40
’oo
20
0
050
100
lStl
200 250
Fig. 4.3. Ferrites
simples
et mixtes de nickel et de zinc[3].
- On trouvera dans le tableau III les
principales
données
magnétiques.
TABLEAU 111.
,1. Mécanisme du
ferromagnétisme
des fer-rites. -- Tous les ferritesqui
fontl’objet
de cetteétude,
possèdent
un réseau cristallinidentique
àcelui des
Spinelles,
type
Hil
de Ewald. Les ionsoxygène,
plus
gros que lesautres,
forment unempi-lement
cubique
compact.
Dans les interstices seplacent
les ionsmétalliques;
ces derniers ont à leurtétra-édriques (ou
sitesA),
entourées dequatre
voisinsoxygène
et les cavitésoctaédriques
(ou
si tesB),
entourées de six voisinsoxygène.
Parmolécule,
il existe un site A et deux sites Boccupés.
On
distingue
dans lesspinelles plusieurs
sortes de structures. Dans la structurenormale,
les sites A sontoccupés
par les ions ~1~+ et les sites B par les ions F‘e~~~. Dans la structure diteinverse,
ce sont lesFig. 5.
L.
Néel,
dans de trèsimportantes
études[4,
5,
6,7],
a émis
l’hypothèse
que leferromagnétisme
est essentiellement dû à des interactionsnégatives
d’échange
entre lespins
des ions A etB,
cequi
entraîne comme
conséquence
ladisposition
anti-parallèle
des moments de ces ions. Dans cescondi-fions,
dans une structure à 100 pour 100inverse,
lesspins
des ions Fe+++ secompensent
et le moment mesuré est celui des ions M++,Nous allons discuter de ce schéma
ionique
trèssimple
en fonction de nos résultats.1. Ferrites
simples
deMn,
Fe,
Co,
Ni. - Dans le’l’ableau IV
figurent
les moments calculés de cesdifférents ferrites
d’après l’hypothèse
que seuls les ions sontresponsables
du moment et ensupposant
qu’il n’y
ait pas de moment orbital. Les ionsFe++~
Ni++ sont dans les états3d5 , 3ds, 3d’, 3d8,
ilspossèdent
donc des momentsthéoriques
de 5,4,
3, 2 Nous avonsinscrit,
au-dessous,
les moments à saturation ndéduits de nos
expériences
(moments
expérimentaux)
sites
A,
qui
sontoccupés
par les ionsFe+~-+,
les autres ions trivalents etbivalents,
àégalité,
serépartissent
au hasard sur les sites B.Enfin,
dans la structure mixte une certaine fraction seulement des ions trivalents occupe les sites A.On
peut
donc concevoir un passage continu de la structure normale à la structure inversée. "°Fig. 6.
les
points
de Curie0/
ainsi que les valeursTABLEAU IV.
Nous n’avons fait
figurer
dans ce tableau queles ions
qui
conduisent à des ferrites inverses trèsstables,
c’est-à-dire dont l’aimantation n’est pasfonction,
dans de trèslarges
limites,
des traite-mentsthermiques,
etqui,
parconséquent,
sont caractérisés par la valeur de n,indépendamment
de toute autre
hypothèse.
Nous allons discuter de ces différentes valeurs.
Des mesures récentes
[9]
sur la détermination du facteur deLandé,
par la méthode de la résonanceferromagnétique,
ont donné pour le ferrite de nickelqui
a servi à nos mesures g = 2,22. D’autresmono-243 cristal - ce
qui
apermis
de tenircompte
de l’énergie
magnétacristalline
- conduisentà g
=2,in. On
peut
donc attribuer l’excès du momentexpé-rimental
(2~0
sur le momentprévu
(2
à une fraction de moment orbital.D’autres mesures
effectuées,
sur le ferrite decobalt,
n’ont paspermis
la déterminationprécise
de g
à cause de la bande de résonancetrop
large
Fig. 7.
En ce
qui
concerne l’ionFe--,
l’accord est excel-lent entre le momentthéorique prévu
et le momentexpérimental.
Par contre, le moment de l’ion lVln++ s’écarte
nettement de la valeur
prévue
de 5 p.Des mesures
[10],
effectués sur l’échantillon deFe,O,MnO ayant
servi à nos mesures, ont donné g =1 ,997 £
0,003,
donc avec une très bonneappro-ximation g
= 2.Comme on
pouvait s’y
attendre,
dans l’étatfon-damental
6S@
les ions n’ontqu’un
moment de rotation et pas de moment orbital.Ce
résultat, secondairement,
confirme la valeur des mesures de résonanceferromagnétique.
On
peut
se demandersi,
malgré
toutes lespré-cautions
prise,
notrepréparation
est correste. Les résultatsqui
vont suivrepermettent
de lui accorderun
grand
crédit.2. Substitution des ions bivalents
[11].
- Cettegrande
stabilité dansl’arrangement
des ionsMin++,
Ni--- nous a conduit à étudier les
systèmes
mixtes
(Fe203,
NiO,
MnO),
Cot),
NiO),
CoO,
NiO).
Cette étude est
particulièrement importante.
Eneffet,
si le schémathéorique
de Néel est correct, le moment des ions Fe--+--++ n’intervenant pas, nousdevons trouver un moment
qui
nedépend
que desions
Nn+-, Co~--~-,
Ni+--’-. En faisant varier lespro-portions respectives
de cesions,
nousdisposerons
par suite de
l’importance
del’énergie
magnétocris-talline de ce ferrite. Ces mesures seront
reprises
sur des monocristaux.
Pourtant l’étude des sels
paramagnétiques
de cobaltpermet
d’envisager,
comme pour le ferritede
nickel,
un moment orbitalimportant;
mais seule la connaissance de la valeurde g
apportera
unepreuve définitive.
Fig. 8.
ainsi d’autant de
possibilités
derecoupements
quenous désirerons.
Les substitutions entre les ions
Mn.+,
Co++,
Ni+- se font en toutesproportions
(entre
les ferritessimples
nous n’avons observé que desphases
uniques).
’Les résultats relatifs au
système
(Fe,O,,
NiO,
MnO)
sontreproduits
dans le Tableau V.Les moments calculés ont été obtenus à
partir
des valeursexpérimentales
des ferritessimples,
c’est..
1 3 2, /i0 -;- 4,60 ainsi .
que, par
exemple :
3,5o
pB== 2
.2
TABLEAU V.
Le Tableau V et la
figure 7
permettent
de tirer immédiatement la conclusion suivante : seuls inter-viennent les ions Ni++ et avec leur momenl propre, deplus,
ces mesures confirment les moments des ferritessimples
de Ni et de Mn.La
figure
8 montre que lespoints
de Curie varient linéairementdepuis
(Fe203’
NiO)
jusqu’à (Fe20s,
A ces
résultats,
nousajouterons
ceux obtenus surle ferrite mixte Le moment
expérimental
est de3104
(6x,0=72.5)
et le momentcalculé 3,70 + 2,40 =
3,o5 03BCB.
2Ce résultat confirme la conclusion
précédente
et le moment3,70
JIB du ferrite de cobalt..Le
point
de Curie de ce ferrite mixte étant à 55ooC seplace
sur la droitejoignant
lespoints
de Curie des deux ferritessimples.
Enfin,
nous avons étudié le ferritetriple
(Fe2Û3,
Les résultats sont les
sui-vants : moment
calcule:’ ’3.’
=3,5703BCB
moment
expérimental :
3,56«(1 ~.O
=85,4).
Donc, même dans le cas d’un
f errite triplement
substitué,
nous aboutissons encore à la même conclusion et nouscon firmons
une nouvellef ois la
valeur des moments des ionsNIn---, Co++,
Ni--.Fig. 9.
a. Substitution des ions lrivulenls -- Ces
résultats étant
acquis,
il était intéressant pour la connaissance du mécanisme desubstituer,
nonplus
des ions1~I+~,
mais des ions trivalents par d’autres ionstrivalents,
Al--- parexemple.
C’est ainsi que nous avons étudié les
propriétés
magnétique
des ferrites substituésNous avons constaté une variation linéaire et
négative
dumornent. ,
Jsubsti-245
tution d’un ion par un ion Al+++ provoque une baisse de moment de l’ordre de 3
Nous formulerons
l’hypothèse
suivante pour lejustifier.
L’ion AI seplace
dans une cavitéoctaé-drique
(site
B),
ilprend
ainsi laplace
d’un ion Fe~+ 1-.Les ions Fe-1--- et Fe++ étant alors
disposés
antipa-rallèlement donnent un moment résultant de 5 -
4=i
d’où une diminution de momentde 3 pj>. ~
On aboutirait d’ailleurs au même résultat si
l’ion Al+++
prenait
laplace
d’un ion Fe++ car alorsl’ion Fe++ se
placerait
sur un site A etantiparallèle-ment avec un ion Fe~-~+.
La substitution d’un ion Cr+++ à un ion Fe-1--,---l-conduit aussi à une baisse de moment, ces travaux sont en cours.
L’étude snr la Substitution des ions trivalents,
aboutit donc à des résultats
qui
s’interprètent
aussi dans le cadre du schémaenvisagé.
4. Substitution des ions bivalent
Mn~ Co++,
Ni++par le
Zinc[1,
2,
3].
- Nous utiliserons lesrésultats des Tableaux
I, II,
III.La
figure
greproduit
les variations de n enfonc-tion des titres moléculaires en
MnO,
CoO,
NiO[2].
Fig. 10.
5.
Étude
aux rayons X desferrites
mixtes denickel et de zinc
[13].
- Nousavons
entrepris
cette étude afin depréciser
sipossible
par des mesuresdirectes,
la distribution des ions Ni---- et Zn-- surles différents sites.
La
figure 1o représente
la valeur de l’arête du cube élémentaire en fonction de lacomposition
moléculaire. Onpeut
constaterqu’elle
varie linéai-rement[13 bis]
et conclure à un passageprogressif
du ferrite inverse au ferrite normal.
Nous constatons que les droites
passant
par lespremiers points figuratifs
desmoments,
s’extra-polent
très exactement à 10 pour les ferritesmixtes de
manganèse
et de cobalt.Les
points expérimentaux
seplacent
sur cettedroite
jusqu’à
des titres moléculaires de 6,) pour 100environ en MnO et CoO.
En ce
qui
concerne lesystème (Fe,O,,
NiO,
ZnO),
la droite est moins bien
définie,
mais elle n’infirme pas la valeur de 10Ces
propriétés, jusqu’au
titre de 65 pour z o0moléculaire
environ,
trouvent encore leurexplication
dans le schémaenvisagé.
Eneff et,
les ionsZn++,
qui
ont tendance à former des ferrites normaux, seplacent
sur les sitestétraédriques
A et les ions Fe+-+-+prennent
laplace
des ions Ni+T sur les sitesoctaé-driques
B. Lebilan,
dupoint
de vue moment, est alors le suivant : pour un ion Ni’ -substitué,
onperd
3,4o
puisque
l’ion Zn++ n’a pas demoment;
mais les deux ions Fe+~~ ont alors leur moment
parallèle,
d’oùextrapolation
à(5
+5)
= 10Nos résultats confirment donc cette
hypothèse
et,
deplus,
permettent
d’attribuer à l’ion Fe+++ unmoment de 5 ,uB, ce
qui
est aussi conforme à la valeurde g
mesurée sur le ferrite(Fe20l,
MnO).
Fig. 11.
La
figure
I Ireprésente
lerapport
des intensitésdes raies
(220)
à(400).
Soit p le titre moléculaireen
nickel,
x1 laproportion
des ions Ni++ dans lescavités
octaédriques (sites B)
et x2 laproportion
des ions Zn+- dans ces mêmes cavités.La courbe
I,
obtenue par lecalcul,
correspond
au cas xi =
i, x2 = o. La courbe II
représente
lesrésultats
expérimentaux.
Les mesures des intensités des raies d’un seul
diagramme
nepermettent
pas depréciser
tement la structure d’un ferrite mixte et de
calculer x1
et X2’Cependant,
onpeut
tirer de cesrésultats les- conclusions suivantes :
Lorsque
p varie de i oo à environ 65 pour 100, lespoints expérimentaux
se trouvent au-dessus . de la courbeI,
ou à lalimite, compte
tenu de toutes les causesd’erreur,
seplacent
sur elle. Onpeut
montrer que, dans ce cas, on a nécessairement a ! I , c’est-à-direqu’une
certaineproportion
des ionsNi--pourrait
occuper les sites A.Nous
choisirons Xl
=i, car la valeur
de g
permet
d’interpréter
le moment du ferrite de nickel sansl’hypothèse supplémentaire
d’ions Ni-- sur lessites A.
Lorsque
p varie de o à 65 pour 100, lespoints
expérimentaux
sont nettement au-dessous de la courbe I. Onpeut
montrer que l’on a dans cecas x2 > o, c’est-à-dire
qu’une
certaineproportion
d’ions Zn~-~-- occupe les sites B.
Indépendamment
de toutes autreshypothèses,
le fait que des ions Zn--occupent
des sites Bpermet
d’expliquer qualitativement
la dimunition du momentmagnétique
que nous observons sur lafigure
9 parrapport
à la droiteextrapolée.
L’ion Zn"+prend
en effet laplace,
soit d’un ionNi++,
soit d’un ionFe-+-,
cequi
se traduit par une variationde - 2 ou de
- 5 f1-J3.
Mais nos études en cours sur ce
sujet
apporteront
nousl’espérons, plus
deprécision
dans ce mécanismede substitution.
6. Ferrites
simples
et mixtes demagnésium
et de zinc[14].
- Les ferrites demagnésium
revêtentun intérêt
particulier
car l’ionMg--
n’est pasmagnétique
et le ferrite estferromagnétique.
Si l’on admet pour ces matériaux la structure àioo pour 100 inverse
qui
a étépubliée
[15],
le schémaionique
confirméjusqu’ici
par tous nosrésultats serait en défaut. En
effet,
l’ionoccu-perait
un site B et nous avons montréexpérimenta-lement que seuls les ions M++ distribués sur le-sites
B,
contribuaient auferromagnétisme.
D’autre
part,
nous avons constaté que le moment de ce ferritedépendait
de latempérature
deprépa-ration ;
le moment est d’autantplus
grand
que latempérature
depréparation
estplus
élevée(les
conditions de bonne définition étant bien entenduremplies).
Nos résultats sont traduits
(fig.
12).
Les traits verticauxprécisent,
pourchaque pourcentage,
les limites de variations des moments. C’est ainsi que, pour le ferritesimple,
ces limites sont I,o etNous n’avons pu obtenir un ferrite
possédant
un moment inférieur à I,oEn ce
qui
concerne lespoints
de Curie de cemême
ferrite,
ils s’échelonnent entre 350° C et(on
nepeut
doncparler
d’unpoint
de Curie d’un ferrite demagnésium
sans définir lepourcentage
de ferrite inverse
qu’il
renferme).
Enfin il semble que l’on obtienne une
extrapola-tion à 10 en réunissant les
points représentant
les moments minima de
chaque
pourcentage
du début de la courbe(voir figure).
Fig~ 12.
Des mesures d’intensité de raies ont été
entre-prises
afin d’établir les relations entre la consti-tution du ferrite et le moment. Les résultats sontdonnés par le Tableau
VI;
ils serapportent
auferrite
simple (Fe,O,, MgO).
Chacun des numéros
correspond
à un échantillon différent.TABLEAU VI.
Quelles
conclusionspeut-on
en tirer ?i°
Qualitativement,
le moment est d’autantplus
élevé que le ferrite contient moins de ferrite inverse(c’est-à-dire
qu’il
y a moins d’ionsMg+-
sur lessites
B).
Ceci est d’accord avec le schéma
ionique.
En effetun ion
occupant
un site A en structurenor-male,
entraîne le passage d’un ion Fe~- d’un site Asur un site
B;
il en résulte uneaugmentation
de 5 + 5 = 10 jaij par suite du
parallélisme
des deuxions Fe++-+--.
20 Nous ne pouvons
affirmer,
pour le moment, que le ferrite donnant le minimum de moment soit totalementinverse,
car il y a despoints
aber-rants.247
côté une cause d’erreurs
systématiques,
à savoir le facteur de correction du àl’absorption
dansl’échantillon;
nous pensonspouvoir
le rendrenégli-geable,
en améliorant lapréparation
de ceux-ci. Atitre d’indication nous estimons que dans le cas le
plus
défavorable cette correctionpeut
atteindre10
%
sur la teneur en ferrite inverse.Nos résultats n’infirment donc pas la
présence
de10%
de ferrite inversequi justifierait
le moment de 1,0 Nous ne tirerons des conclusionsdéfi-nitives
qu’après
l’étude actuellement en cours surl’influence du facteur
d’absorption.
Enfin,
onpeut
interpréter l’extrapolation
à 10 jaja en admettant que, pour les valeurs limites infé-rieures des moments, lespourcentages
en ferrite inverse sontidentiques
(dans
l’hypothèse,
non encorecertaine,
d’une fraction de ferriteinverse).
7. Ferrite de zinc. - Le ferrite de zinc était donné
comme ferrite normal et
paramagnétique.
Nous avons constaté que ce
ferrite,
suivant lesconditions de
préparation, pouvait
êtreferromagné-tique,
avec un momentatteignant
o,gNous étudions la distribution
ionique
en fonctiondu moment,. Cette étude est en cours.
Annexe I. - Nous
rappellerons
que nous avonsproposé
en1943,
pourexpliquer
le moment à satu-ration ducomposé
définilVIn2Sb,
un mécanismed’antiferromagnétisme analogue
à celui donné par Néel pour les ferrites[16].
Cette étude étant peu connue parce que nonimprimée
dans unpério-dique scientifique,
nous enreproduisons
ici lesgrandes lignes.
Fig..3.
La
figure
I3précise
ladisposition
des ionsman-ganèse.
Nous avonsdésigné
parMn1
les ionsdispo-sés dans le
plan (ooi)
pour lesdistinguer
desMnl1
non situés dans les
plans
de base.Chaque
ionNnl
possède
quatre
voisinsMn,
à une distancede
di
=2,88 Â
etquatre
autres voisinslB1nI1,
situésà une distance de
d2
=2,70 ~.
Les
Mnl1 qui
sontdisposés
dans deuxplans
équidistants
duplan
de base nepossèdent
quequatre proches
« voisins », lesMni,
situés àd2
=2,70_1
La distance 2,70~,
d’après
nos résultats sur lesalliages
demanganèse,
conduisait à des inter-actionsnégatives.
Nous avions donc émisl’hypo-thèse que les
Mn1
et lesMn11
étaientdisposés
anti-parallèlement
et se trouvaient dans les étatsres-pectifs :
3 d 7 et 3d5,
@ cequi
donnait un moment résultant de i ,uB par atome demanganèse
de lamolécule,
le momentexpérimental
étant deCette
hypothèse
étaitétayée
par la loi devaria-tions de l’aimantation
spontanée )
=f ~
j
et par la courbure dugraphique
(
,T).
z
Nous avions
également envisagé
del’antiferro-magnétisme
dans les solutions solides de Mn dans lescomposés
définis MnSb et MnAs enparticulier
pour
expliquer
la baisse de moment[17].
Nousavions
supposé
queles, moments
des ions entrant ensolution,
sedisposaient antiparallèlement
parrapport
à ceux descomposés
définis MnSb et MnAs etpossédaient
un momentégalement
différent. Nouspourrions
citer d’autresexemples,
maisnous réserverons une étude
spéciale,
basée sur nosrecherches,
à cetantiferromagnétisme
trèsfréquent.
Remarque
de M. Foëx. - Aupoint
de vuepara-magnétique,
le ferrite demagnésium
secomporte
comme un ferrite totalement inversé. Ilparaît
difficile d’attribuer le moment
ferromagnétique
de unmagnéton
de Bohr à un défaut d’inversion.Réponse
de M. Guillaud. -- Avec un défautd’inversion de
10%
le moment doit être de unmagneton
de Bohr. L’étude aux rayons X montrequ’il
peut
en être ainsi.Remarque
de M. ,Néel. - Lesexpériences
de Pauthenet montrent que l’aimantation à satu-ration des ferrites demagnésium trempés dépend
de latempérature
detrempe
selon la loithermody-namique qui régit l’équilibre
des ionsMg+-
surles deux
catégories
de sites mises à leurdisposition.
Cesexpériences
prouvent
qu’il
y atoujours
défautd’inversion dans ce ferrite.
Réponse
de M. Guillaud. - Les résultats que nous avonspubliés
ci-dessus sur les ferrites demagnésium
donnent pour les différents
pourcentages
enMg 0,
leslimites de variation des moments. Le moment
dépend
de latempérature
depréparation
du ferrite.Remarque
de 1B11. E. W. Gorter. ---- Il faut se méfiersur le ferrite de
magnésium
et le ferrite de cuivre. Auxtempératures
élevées où sont faites les mesuresles ions
Mg
ou Cu sontsusceptibles
demigrer
des sitestétraédriques
aux sitesoctaédriques
ouvice-versa. Pouvez-vous d’autre
part
expliquer
les désaccords entre lesfigures
1 o et i i ? Des travaux deVerwey
et autres, on s’attend à ce que lamigra-tion d’un ion MeTT du site B au site A soit
accom-pagnée
d’unchangement
d’arête du cube élémen-taire de l’ordre de 0,06 ~. On s’attendrait alors à trouver le mêmecomportement
dans lafigure
10et la
figure
11. ..Réponse
de M. Guillaud. - Nouspensons que ces
deux
figures
ne sont pas contradictoires. Nous estimons que laprécision
aveclaquelle
nous avonsdéterminé la valeur de l’arrête laisse subsistée des
erreurs
expérimentales plus grandes
que celles quel’on
pourrait
attendre d’une interversion des ions Zn-- etFe+~--+-,
hypothèse
que la considération des intensités de raiespermet
d’envisager.
Remarque
de M. Weil. - Nousavons réussi par une
trempe
énergique
à faire passer lamagnétostriction
longitudinale
du ferrite de cobaltqui
est habiuel-lement de 2013160.10"’’ ’> àla valeur +
C’est le
premier
ferrite pourlequel
onsignale
unemagnétostriction positive,
en dehors de lamagnétite.
Réponse
de Guillaud. - M. Vautier aégalement
mis en évidence des
magnostructures
positives
de cet ordre degrandeur
pour les ferrites de Cobalt et toutparticulièrement
suivant l’axeprivilégié
dans le casd’un ferrite orienté.
BIBLIOGRAPHIE.
[1] GUILLAUD Ch. et CREVEAUX H. 2014 C. R. Acad. Sc.
1950, 230, 1459.
[2] Voir également pour cette étude particulière GORTER E. W. 2014 C. R. Acad. Sc., 1950, 230, 188.
[3] GUILLAUD Ch. et Roux Mme. 2014 C. R. Acad. Sc., 1949, 229, 1133. [4] NÉEL L. - Ann. Physique, 1948, 1, 138. [5] NÉEL L. - C. R. Acad. Sc., 1950, 230, 190. [6] NÉEL L. 2014 C. R. Acad. Sc., 1950, 230, 375. [7] NÉEL L. - Ann. Inst.
Fourier, 1949, 1.
[8] GUILLAUD Ch. -Résultats non encore publiés.
[8’] GUILLAUD Ch. et CREVEAUX H. 2014 C. R. Acad. Sc.,
1950, 230, 1256.
[9] YAGER, KITTEL, MERRIT et GUILLAUD. Résultats non encore publiés.
[10] YAGER,
KITTEL,
MERRIT et GUILLAUD. 2014 Phys. Rev., 1950, 79, n° 1, 181.[11] GUILLAUD Ch. - Résultats
non encore publiés.
[12] GUILLAUD Ch. et MICHEL. 2014 J. de Physique, 1951, 12, n°1, 65.
[13] SAGE M. et GUILLAUD Ch. 2014 C. R. Acad.
Sc., 1950. 230, 1751.
[13 bis] Variation trouvée également par Forestier et Bénard.
[14] GUILLAUD Ch. et SAGE M. - Résultats non encore
publiés.
[15] VERWEY E. J. W. and HEILMANN E. L. 2014 J. Chem.
Phys., 1947, 15, 4, 174-180.
[16] GUILLAUD Ch. - Thèse, Strasbourg, 1943,
p. 115.
[17] GUILLAUD Ch. 2014