V. — Les éléments ferromagnétiques

Nous parlerons d’abord des expériences effectuées sur les éléments ferromagnétiques : fer, nickel, cobalt.

$ 47. Le fer. — Nos mesures les plus nombreuses concernent le fer. : ; CR Barnett (10) avait trouvé des valeurs de p différentes pour des fers

. purs d'origines différentes ainsi que pour le fer doux et l'acier. Nous avons voulu vérifier ces résultats.

Dans ce but nous avons étudié un fer pur du carbonyle, très doux, ainsi qu'un fer industriel contenant environ 0,6 o/o d’impuretés qui réduisent son aimantation à saturation de 1,3 0/0. Nous avons successivement étudié le fer industriel à ses états trempé et recuit. Les courbes d'hystérèsedeces deux ferssontrassemblées dans la figure 10.

Les cycles représentés qui caractérisent nettement les o fer du carbonyle différents états des deux D fer ndistriel recuit échantillons sont ceux par- © Ferindustriel trempé courus lors d’une inversion #2 du champ pendant l'expé- ” rience gyromagnétique. On remarque que les champs Fig. 10. — Cycles d’hystérèses utilisés (environ 10 gauss)

des tiges de fer étudiées. sont insuffisants pour effectuer le renversement total de l’aimantation due aux déplacements de parois.

Au tableau II figurent les résultats d'une mesure très sûre du fer du carbonyle. Au cours de cette expérience nous avons en effet pu

CONSTANTE GYROMAGNETIQUE DES ÉLÉMENTS FERROM AGNÉTIQUES 20

observer une amplitude gyromagnétique constante pendant plus de 30 minutes. Un déplacement de + 1 mm. de la fente placée devant la cellule photoélectrique a été sans influence sur l'amplitude de résonance. La qualité de la mesure est d'autre part confirmée par la peti-

tesse du terme | [— 11 |. Les valeurs de g et p— qui figurent au 5 mc

tableau sont les moyennes de celles déduites des mesures I et II que nous n'y avons pas fait figurer séparément.

Tagzeau II

Fe | 2,529 | 2,533 | 2,530| 405,5| 9,578 7,760 17,84| 226,85 2,012 0,994| 0,001 HE 0,92 0,02 | Æ 0,009! + 0,02|+ 0,1 |+ 0,015|+ 0,007

Les résultats de toutes les mesures effectuées sur les deux échantillons de fer figurent au tableau III. On constate que les trois fers ne semblent pas se distinguer par leurs facteurs de Landé ; les différen ‘es observées entre les trois valeurs moyennes g sont inférieures à 1 0/0 et se situent dans les limites des erreurs. Nous avons donc cru pouvoir rassembler ces huit valeurs en une seule moyenne et attribuer au fer quel que soit son état ou son origine un seul facteur de Landé.

Tagzeau III

q Pete) g 2,020 0,022 Fer industriel trempé. 2,008 0,012 2,003 1,980 0,006 1,991 Fer industriel recuit . 3 1,992 0,018 2,008 2,041 0,003 2,012 0,001 Fer du carbonyle . | Te 0,005 2,014

Le tableau IV donne les nombres relatifs à ce résultat d'ensemble. 1— II max, est la valeur maxima observée de ce terme pour les

huit mesures faites, | 1—1[ | leur moyenne ; l'erreur indiquée pour gq est l'erreur moyenne. Le faible écart qui subsiste entre notre résultat expérimental et la valeur théorique 2 se situe près des limites des erreurs. Nous croyons donc pouvoir poser pour le facteur de Landé du fer à son état ferromagnétique 4 = 2,00.

$ 48. Le nickel. — Nous avons déjà indiqué au tableau TI les difrérentes grandeurs relevées au cours d’une mesure d’un nickel pur du carbonyle. Les résultats d'ensemble des deux mesures effectuées sur le nickel figurent au tableau IV. Iei encore la valeur de 4 trouvée nous permet de poser g — 2,00, l’écart observé se situant près des limites des erreurs.

Tagzeau IV

Nombre. Rite = e =

de mesures | [11 Imax. | |[I—11] Re 9 SRE 8 0,022 0,010 0,996 2,008 + 0,007 NME 2 0,004 0,002 1,002 1,996 + 0,003

$ 19. Le cobalt. — Nous n'avons pas pu mener à bien les mesures sur le cobalt à cause de sa grande dureté magnétique. Celle-ci réduit dans des proportions considérables le moment magnétique qu'on peut normalement atteindre dans les champs faibles disponibles. De plus elle empêche |’ orientation totale du vecteur aimantation dans la direction de l’axe géométrique de la tige ; la tige coulée possède alors un moment horizontal trop important pour permettre la mesure d’un facteur de Landé par la méthode utilisée

Nous avons essayé de tourner la difficulté. La dureté magnétique du cobalt est due à sa structure hexagonale qui entraîne une forte anisotropie magnétique. À basse température l'axe hexagonal du cristal est axe de facile aimantation. Vers 330° C cette anisotropie s’atténue et au-dessus de cette température le plan perpendiculaire à l’axe devient plan de facile aimantation. Aux environs de 33o° C le cobalt est magnétiquement isotrope comme à l’état cubique auquel il passe à 472° C. Cette dernière transformation est irréversible et le corps ne se retrouve à l'état hexagonal qu'au-dessous de 414° C. Nous avons mesuré ces températures pour un cobalt électrolytique pur à 99,9 o/o de Co fourni par l’Union Minière du Haut Katanga.

Nous avons tout d'abord pensé abaisser la température d’isotropie magnétique à la température ambiante, Une addition de quelques 0/0 de fer (26), de palladium (27) ou de cuivre abaisse effectivement gette

température d'une centaine de degrés. Nous n’avons cependant pu trouver un alliage riche en cobalt, de structure hexagonale et magnétiquement isotrope à la température ambiante, ce qui nous nt permis de mesurer son facteur de Landé dans les mêmes conditions que pour le fer et le nickel. Nous avons donc cherché à ne satisfaire qu'à la condition la plus nécessaire, à savoir réduire le moment horizontal de la tige.

A cet effet il fallait essayer de faire de l'axe géométrique d’une tige d'un alliage hexagonal du cobalt un axe de facile aimantation. Dans ce but nous avons coulé une tige de Co-Ni à 8 0/0 at, de nickel. L'addition du nickel (26) permet de supprimer l’état du cobalt à facile aimantation dans le plan perpendiculaire à l’axe hexagonal. Cette tige a été recuite aux environs de 700° C dans un champ magnétique intense parallèle à son axe puis refroidie lentement. Lors du refroidissement la transformation ÿ->« où l’axe hexagonal est de facile aimantation se fait directement. Il était donc permis de supposer que les axes hexagonaux s’orienteraient dans la direction du champ et que la tige posséderait une direction d’aimantation privilégiée suivant son axe géométrique. L'amélioration apportée par ce traitement était sensible, mais insuffisante pour réduire le moment horizontal à des proportions qui auraient permis une mesure convenable de l’effet gyromagnétique de la tige.