Effet des conditions de broyage sur les propriétés structurales et magnétiques des nanomatériaux FeAl élaborés par mécanosynthèse

Abstract

Des poudres nanocristallines (Fe0.8Al0.2)100-xSix et (Fe0.75Al0.25)100-xSix ont été élaborées par mécanosynthèse à l'aide d'un vario-broyeur planétaire innovant " pulverisette 4 " à haute énergie. La formation des composés ainsi que les propriétés physiques ont été étudiées en fonction du pourcentage de silicium, x, (x = 0, 5, 10, 15 et 20 at%) en utilisant les techniques de Diffraction des rayons X (DRX), Microscopie Electronique à Balayage (MEB), analyse des rayons X par Dispersion d'Energie (EDX) , Spectroscopie MÀssbauer et magnétométrie à échantillon vibrant (VSM). Les micrographies MEB des poudres des deux séries montrent que leurs particules se présentent sous forme d'agglomérats qui possèdent une forme lamellaire pour les alliages sans silicium puis prennent progressivement une forme arrondie accompagnés d'un affinement dans leurs tailles avec l'augmentation de pourcentage de Si. L'analyse EDX a montré que la composition finale de chaque échantillon est très proche de sa composition nominale ainsi que l'absence de contamination. L'affinement des spectres de DRX obtenus a révélé la formation de la solution solide désordonnée monophasé pour chaque échantillon des deux séries, en raison de l'occupation aléatoire des sites de la maille conventionnelle (cc) de À-Fe par les atomes d'Al et de Si. Cet affinement a aussi montré que l'augmentation de la teneur en Si dans les deux séries d'alliages a pour effet de diminuer linéairement le paramètre de maille. D'autre part, la taille moyenne des grains, (nm), décroît pour les deux séries mais d'une manière différente. L'analyse des spectres MÀssbauer, collectés à 300 K, correspondant aux échantillons des deux séries (Fe0.8Al0.2)100-xSix et (Fe0.75Al0.25)100-xSix confirme les résultats obtenus par la DRX pour ce qui concerne la formation de la solution solide FeAl et Fe(Al, Si) après 72 h de broyage. De plus, elle a fournit des informations supplémentaires, que la DRX n'a pas pu révéler, sur l'existence de différents environnements magnétiques pour les atomes de fer et la formation des phases non ferromagnétiques. Les courbes d'hystérésis, prises à 300 K, de tous les échantillons des deux séries montrent que tous les alliages sont des matériaux magnétiques doux