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Submitted on 1 Jan 1978
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QUELQUES ASPECTS NON LINÉAIRES DE
L’HYSTÉRÉSIS FERROMAGNÉTIQUE
J. Porteseil, R. Vergne
To cite this version:
JOURNAL DH PHYSIQUE Colloque C5, supplément au n° 8, tome 39, août 1978, page C5-11
QUELQUES ASPECTS NON LINÉAIRES DE L'HYSTÉRÉSIS FERROMAGNÉTIQUE
J. L. PORTESEIL et R. V E R G N E
Laboratoire Louis-Néel, C N R S , 166X, 38042 G r e n o b l e Cedex, F r a n c e
Résumé. — On passe en revue un certain nombre de résultats sur les mécanismes d'aimantation
par déplacements de parois de Bloch. Des cadres monocristallins de fer-silicium permettent d'étudier le comportement d'un petit nombre de parois. Une paroi à 180° se déplace à grande échelle par une succession de mouvements réversibles et irréversibles compatibles avec un modèle de fonction poten-tiel (Néel 1942). La croissance linéaire de la taille des sauts en fonction du champ magnétique permet d'expliquer la loi de Rayleigh (1887) : J = aH + bH2.
A la plus petite échelle, le mouvement de la paroi fait intervenir un grand nombre de petits sauts indépendants et vraisemblablement activés thermiquement, qui donnent lieu à une autre loi de Rayleigh : J = aH + b' H2 (b' < b).
On observe une transition d'un régime à l'autre en faisant varier la vitesse de la paroi. L'apparition des grands sauts a une allure de phénomène critique.
Passant au cas des polycristaux, on étudie le phénomène de reptation (Ewing 1885) : les cycles d'hystérésis successifs ne se referment pas exactement. On montre que la répartition directionnelle des domaines élémentaires évolue au cours des cycles et s'adapte progressivement à un mécanisme d'aimantation donné. Ce phénomène donne accès à la statistique des interactions dans la structure en domaines. En combinant cette information avec la réponse individuelle d'une paroi donnée par l'étude des monocristaux, on parvient à reconstituer de façon satisfaisante la courbe de première aimantation et les cycles d'hystérésis d'un échantillon polycristallin dans la région où les déplacements de parois constituent le mécanisme d'aimantation prépondérant.
Abstract. — Some results on Bloch wall motion are reviewed. Frame-shaped Fe-Si single crystals
enable us to study the behaviour of a small number of walls. When observed in a large scale, the reversible and irreversible displacements of a 180° wall are consistent with a model of conservative potential function (Neel 1942). The linear dependence of the average size of Barkhausen jumps on the magnetic field allows to explain the Rayleigh law (1887) : J = aH + bH2.
In a smaller scale, the motion of the wall involves a great number of independent little jumps, which are Jikely to be thermally activated, and result in another Rayleigh law : J = aH + b' H2
(*' < b).
A transition between the two possible behaviours is brought to evidence by varying the wall velocity. The onset of large jumps has an analogy with a critical phenomenon.
Turning to the case of polycrystals, we study the reptation (creep) of dissymetrical loops (Ewing 1885) : successive loops slowly move upwards. It is shown that the angular distribution of domains evolves towards a more and more ordered state and adapts itself to a given magnetization process. This phenomenon yields information about the statistical features of interactions in the domain structure. By combining this information with the individual response of a wall, the virgin curve and hysteresis loops of a steel sample can be satisfactorily calculated in the region where wall motion is predominent.
