Ordre magnétique et champs forts

¹ Laboratoire d’Électrostatique et de Physique du Métal, Cedex n° 166 — F 38 - Grenoble (Gare), France.

Résumé

L'énergie d’échange et l’énergie d’anisotropie magnéto- cristalline sont les deux termes principaux d’énergie définissant l'ordre des moments dans une substance magnétique. On fait généralement correspondre à l’énergie d'échange un champ magnétique équivalent, qui peut être compris entre quelques milliers et quelques millions d’Oersted ; le champ d’anisotropie est plus faible, il est compris entre quelques centaines et plusieurs centaines de milliers d’Oersted. Or, on sait produire à présent des champs magnétiques dont l'amplitude est comparable à celle des champs d’échange et d'anisotropie que l'on rencontre dans un grand nombre de substances. En effet, dans plusieurs laboratoires sont réalisés des champs magnétiques continus jusqu'à 150 000 ou 200 000 Oe, utilisables à toutes températures ; des mesures d'aimantation avec une précision relative de 10^–3 à 10^–4 peuvent être effectués avec ces champs. On sait également réaliser des champs transitoires de l’ordre de 500 000 Oe par décharge d’une batterie de condensateurs dans un solénoïde ; les mesures magnétiques sont généralement faites avec une précision relative de quelques p. 100. Enfin, des champs de plusieurs millions d’Oersted sont créés pendant quelques microsecondes en piégeant le flux d'induction d'un solénoïde et en le comprimant par l'implosion d'un cylindre conducteur en court-circuit.

L'auteur décrit dans cet article quelques résultats importants obtenus par l'application de champs magnétiques forts, continus ou pulsés, jusqu’à environ 250 000 Oe, sur des substances présentant divers types d'ordre magnétique : saturation des substances paramagnétiques, blocage du moment par le champ cristallin, processus d'aimantation dans les substances ferromagnétiques fortement anisotropes, transitions antiferro-ferromagnétiques induites par le champ, découplage des moments dans les composés ferrimagnétiques, variation du moment à saturation absolue d’un ferromagnétique.

Abstract

The exchange energy and the magnetocrystalline anisotropy energy are the two main terms of energy which define the order of the moments in a magnetic substance. Usually to the exchange energy corresponds an equivalent high field which can be of some thousands up to some million Oersted ; the anisotropic field is weaker, between some hundreds and several hundreds Oersted. At the present time it is possible to produce magnetic fields of which the amplitude can be compared to that of the exchange and anisotropy fields, which are met in quite a large number of substances. Several laboratories produce continuous magnetic fields up to 150 000 Oe or 200,000 Oe useful at all temperatures ; magnetization measurements with a relative accuracy of 10^–3 or 10^–4 can be done with these fields. One can equally well obtain transient fields of the order of 500,000 Oe by the discharge of a bank of condensers in a solenoid ; the magnetic measurements are generally made with a precision of several percent. Magnetic fields of several million Oersteds can be created for several microseconds on holding the induction flux of a solenoid and compressing it by an explosion of a shoort-circuited conducting cylinder.

The author in this paper describes some important results obtained by applying high magnetic fields, continuous or pulsed, up to 250,000 Oe on compounds with different types of magnetic ordering ; paramagnetic compounds saturation, quenching of the moment by crystal held, magnetization process in highly anisotropic ferromagnetics, antiferro-ferromagnetic transitions induced by the field, splitting of the moments in ferrimagnetic compounds, variation of the moment at absolute saturation of a ferromagnetic substance.