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3o8 OEUVRES DE P. CURIE.

Les expériences donnent les valeurs de l'intensité d'aimantation lorsque le champ magnétisant varie alternativement d'une manière continue de — i35o à + i35o. Les effets de l'hystérésis se font très peu sentir lorsque l'on opère avec des champs aussi intenses.

Pour ne pas compliquer la figure, on a représenté seulement les branches correspondant à la période croissante de H. Les branches ascendantes sont probablement presque identiques avec ce qu'auraient donné les courbes de première aimantation dans les limites de champs utilisés. La branche correspondant à la période décroissante se confond presque, du reste, avec la branche de la période croissante; il n'y a de différence sensible que pour les champs inférieurs à 100 et lorsque la température est peu élevée.

L'observation des courbes suggère quelques remarques :

Lorsque le champ croît de o à i3oo, les courbes relatives à deux températures différentes s'écartent d'abord peu l'une de l'autre, sans toutefois se confondre, pendant toute une portion de leur tracé; puis ces courbes se séparent franchement. C'est ainsi que la courbe relative à 2^5° se sépare à peine de la courbe de 200 tant que le champ est inférieur à 3oo unités. De même, la courbe de 477° s'écarte peu des courbes de 200 et de 2 7 5'° tant que le champ est inférieur à 100 unités, etc. On peut imaginer une courbe limite qui serait celle vers laquelle tendent les autres courbes lorsque la température absolue tend vers zéro. La courbe d'une température quelconque s'écarterait peu de cette courbe limite sur une portion de son tracé d'autant plus longue que la température serait plus basse. On peut admettre que la courbe à 20° donne, à peu de chose près, pour les champs inférieurs à 45o unités, la première partie du tracé de cette courbe limite.

Pour faciliter les explications, nous distinguerons, dans une des courbes, trois parties : une portion initiale dont nous venons de parler, une dernière portion pour laquelle l'intensité d'aimantation est presque constante, quel que soit le champ (J); enfin une portion qui sert à raccorder les deux autres. Pour Ja courbe de 60 1°, par exemple, la portion initiale est relative aux champs inférieurs à 4o unités, la portion intermédiaire suit jusqu'à un champ voisin

(') Voir la note (1), p. 295.

PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUE-* DES CORPS. 3og

de 4oo unités; de 4oo à (3oo, l'intensité d'aimantation est presque constante. A 7400, et pour des températures supérieures à celle-là, la dernière portion a disparu.

A partir de 706° et jusqu'à 137O0, les courbes ne sont plus que des droites passant par l'orie,ine. Cela signifie que, pour les températures supérieures à 756°, le fer a un coefficient d'aimantation constant (pour des champs magnétisants compris entre 20 et i3oo unités).

Le fer passe donc progressivement de l'état de corps ferromagnétique à l'état de corps faiblement magnétique à coefficient d'aimantation constant.

La figure 10 et le Tableau VII se rapportent à des expériences faites avec l'échantillon C, dans le but de préciser, autant que possible, la forme de la courbe I =y(H) aux températures voisines de son changement d'allure.

A 737°,3 (expériences non représentées sur la figure), 1 augmente progressivement de 22 à 24 pour des champs variant de 7

Fig. 10.

à go unités. Les courbes doivent passer par l'origine et y avoir un point d'inflexion; on voit alors nettement, d'après les expériences faites à 737", 3 e.t à 740°, 5 et 744"? que l'on doit avoir une augmentation très rapide de I pour les champs faibles, suivie d'un changement de direction absolument brusque. La quantité ( — -7737)

doit passer nécessairement par un maximum pour un champ plus faible que ceux qui ont été utilisés dans les mesures. A 776°, 4 et à 8200, le coefficient d'aimantation est constant.

On peut chercher à se faire une idée du mécanisme de la transformation des courbes quand la température s'élève. Nous proposons l'interprétation suivante : Nous avons distingué trois portions dans les courbes relatives à l'état ferro-magnétique. Dans la pre-

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mière portion on a, pour les champs faibles, un coefficient d'aimantation énorme (en faisant abstraction des phénomènes d'hystérésis). Ce coefficient est du même ordre de grandeur, quelle que soit la température, et semble plutôt augmenter quand la température s'élève. La longueur de cette première portion est de plus en plus courte lorsque la température est de plus en plus élevée, si bien que, vers 7D00, cette première portion disparait. D'autre part, lorsque la température s'élève, la troisième portion à intensité d'aimantation constante des courbes ne se présente plus pour les limites des champs employés. Toute la courbe est alors constituée par une partie de la deuxième portion intermédiaire, et cette partie ne présente bientôt plus de courbure sensible dans les limites des champs employés. Ainsi, on est amené à la conception suivante : aux températures élevées, le fer commence par s'aimanter avec un coefficient initial énorme; mais il se fait, presque dès le début, un brusque changement dans la direction de la courbe I — /"(H), le champ et l'intensité d'aimantation étant encore extrêmement faibles; la courbe se présente ensuite comme une droite beaucoup moins inclinée et qui semble passer par l'origine.

Les expériences de M. Hopkinson semblent particulièrement propres à éclaircir ce qui se passe pour les champs faibles dans le voisinage de la température de transformation, d'autant plus qu'il a étudié de très près la question. Mais les phénomènes d'hystérésis magnétique viennent compliquer singulièrement les résultats. Si l'on* essaye de faire abstraction de ces phénomènes d'hystérésis et de reconstituer ce que serait la courbe I=t/'(H) s'ils n'existaient pas, on arrive de même, d'après ces expériences de M. Hopkinson, aux conclusions que nous venons de formuler.

M. Ewing (') a montré qu'en plus de la courbe de première aimantation et de la courbe d'hystérésis, on pouvait constituer une troisième courbe que l'on pourrait, je pense, appeler courbe d'aimantation stable.

On obtient l'intensité d'aimantation correspondant à cette courbe en donnant des trépidations mécaniques à un fil de fer tout en le plaçant dans un champ magnétique (ou bien encore en lui donnant des trépidations électriques, d'après MM. Gerosa et Finzi,

(*) Magne tic induction of iron, p. 817.

en le faisant parcourir par un courant alternatif). La courbe d'aimantation stable passe par l'origine; c'est, en quelque sorte, la courbe médiane entre les deux branches de la courbe d'hystérésis. Pour le fer doux, on obtient la même courbe à l'aide des champs magnétisants pendant que ceux-ci sont dans leur période croissante ou lorsqu'ils sont dans leur période décroissante. C'est de cette aimantation stable que je veux parler, lorsque je dis plus haut d'essayer de reconstituer l'intensité d'aimantation en faisant abstraction des phénomènes d'hystérésis.

On a représenté {fig. i i, partie gauche), à un autre point de vue, les résultats du Tableau XII, en portant les températures 9 en abscisses et les intensités d'aimantation I en ordonnées pour des champs de 20, 00, ^5, 100, ioo, 3oo, 760, 1000 et i3oo unités. De 720" à 760°, les courbes sont tellement resserrées que l'on a seulement représenté alors celles relatives aux champs de 25, 3oo, 1000 et i3oo unités.

Pour des champs compris entre 3oo et i3oo unités, l'intensité d'aimantation augmente constamment, quand la température s'abaisse de 760" à 200.

Mais on voit déjà, sur la courbe relative à un champ de 3oo unités, que l'intensité d'aimantation tend à devenir constante lorsque la température devient suffisamment basse. Le même fait se dégage de l'examen des courbes obtenues avec les champs moins intenses de i5o, 100, 76, 5o unités. (11 semble y avoir des fluctuations dans les courbes avec tendance vers une valeur moyenne, mais ceci n'a pu être établi avec certitude.) Pour un champ de 2.5 unités et pour les champs plus faibles, l'intensité d'aimantation passe par un maximum à une température peu inférieure à celle de la température de transformation, puis décroît constamment en même temps que la température. Ce dernier effet était très important dans les recherches de M. Hopkinson, quia utilisé des champs peu intenses. Il est dû, je pense, en grande partie, à une action indirecte provenant de ce que les phénomènes d'hystérésis magnétiques augmentent beaucoup quand la température s'abaisse.

Les courbes relatives aux champs de 1000 et i3oo unités se confondent entre 20° et 73o°; puis, pour des températures plus élevées, la courbe pour le champ de 1000 unités tombe plus rapidement que l'autre à des valeurs extrêmement faibles.

3ia

La courbe pour H = ^5o unités se confond avec la courbe pour H = i3oo sur une portion un peu moins longue de son tracé; les

courbes tendent à se détacher à 200 d'une part et à 7200 de l'autre. La courbe pour H = 3oo se rapproche de la courbe pour H= i3oo entre 477" et 7200, et s'en détache fortement aux températures

PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUES DKS CORPS. 3l3

supérieures à 720" ou inférieures à 477°- On est conduit à imaginer qu'il existe une courbe limite 1' = y ( 8 ) vers laquelle tendraient les courbes I = /"( G ) dont nous venons de parler, si l'on utilisait des champs magnétisants d'une intensité considérable. Cette courbe limite serait probablement peu différente de la courbe relative à un champ de i3oo unités pour des températures comprises entre 200 et 73ou. Pour des températures supérieures à 75o", si la courbe existait toujours, elle devrait se détacher fortement de la courbe pour H=i3oo, et devrait nécessairement avoir un point d'inflexion entre 780" à 800". Pour une intensité de champ supérieure à i3oo°, une courbe quelconque I = /"(Q) se rapprocherait beaucoup de la courbe limite V = f(§) sur une portion de son tracé d'autant plus longue que le champ serait plus fort. Une courbe l = /"(8) se détacherait de la courbe limite : aux températures basses pour donner une branche presque horizontale ; aux températures élevées pour donner une branche fortement inclinée.

L'examen des courbes montre qu'il n'y a pas une température déterminée pour laquelle le fer se transforme. D'une manière générale, l'intensité d'aimantation baisse d'abord lentement, puis de plus en plus vite quand la température s'élève^ et la chute du magnétisme atteint son maximum de vitesse vers 7400 ou 700°; les courbes ont alors un point d'inflexion. L'expression température de transformation magnétique du fer, qui est d'un usage très commode, a donc une signification un peu vague; il convient, je pense, de désigner ainsi la température moyenne des points d'inflexion des courbes.

Exposé des résultats obtenus aux températures supérieures à 770". — Les résultats obtenus avec les échantillons B, C, D, F, G sont en accord d'une manière générale et se complètent mutuellement. Cependant, pour amener les courbes K=y'(Q) à coïncider autant que possible, il faut les déplacer par rapport à l'échelle des températures d'un certain nombre de degrés, ne dépassant pas du reste celui qui représente l'incertitude probable dans l'évaluation des températures. Nous avons ainsi déplacé la courbe de l'échantillon C de (+ 1 1°), celle de l'échantillon D de ( — 3°), celle de l'échantillon F de (-4-5°) pour ramener ces courbes dans le prolongement de la courbe de l'échantillon C; puis nous avons con-

struit une courbe moyenne qui nous a servi à dresser le Tableau XIV qui peut être considéré comme le résumé de nos mesures audessus de 760°. Ce n'est pas cependant la courbe K=/(9) qui nous a servi entre 7600 et 9000 pour cet usage. K varie tellement vite avec la température dans cette région qu'il faut représenter logl en fonction de la température 9 si l'on veut avoir une vue d'ensemble des phénomènes.

Tableau XIII.