Résume du produit - Matériau à mémoire de forme magnétique

Goodfellow est fier d’annoncer l’élargissement de sa gamme avec un nouveau matériau très intéressant : le matériau à mémoire de forme magnétique.

Qu’est-ce que l’effet mémoire de forme magnétique ou la réorientation par champ magnétique ?

« Une réorientation par le champ magnétique d'une microstructure (ferromagnétique) martensitique maclée, accompagnée d’une importante déformation macroscopique. »

Ce matériau monocristallin breveté NiMnGa possède des propriétés très innovantes.

Propriétés

• Effet mémoire de forme magnétique – élongation jusqu’à 6 % dans un champ magnétique.
• Montre l’effet Villari (effet magnétostrictif inverse).
• Effet mémoire de forme (thermique) – Outre la déformation due à l’application d’un champ magnétique, le matériau présente aussi une déformation supplémentaire en fonction de la température.
• Changement de la résistance électrique lors d’une élongation ou compression entière de l’élément.
• Propriétés de ressort actif.

Utilisations

Actionneur

On peut se servir de l’effet mémoire de forme magnétique pour concevoir des actionneurs où l’élément subit une élongation lors de l’activation d’un champ magnétique. Cette élongation est complètement réversible, soit en appliquant un champ magnétique à 90° au champ d’origine, soit plus efficacement en utilisant un ressort. La déformation est très rapide et des temps de cycle de 1 à 2 kHz ont été mesurés. Plusieurs centaines de millions de cycles ont été effectués au cours des essais de fatigue.

Même s’ils n’arrivent pas aux vitesses de cycle des matériaux piézo-électriques ou magnétostrictifs, les matériaux à mémoire de forme magnétique affichent en revanche des déformations plus importantes (typiquement 10 à 100 fois supérieures). Ils offrent aussi une densité énergétique plus élevée, typiquement jusqu’à 100 kJm^-3 par comparaison au 14 à 30 kJm^-3 pour les matériaux magnétostrictifs et 0,8 à 2 kJm^-3 pour les matériaux piézo-électriques.

 

Un actionneur en laboratoire avec un ressort de retour

Coupe-circuit / fusible

L’effet supplémentaire de mémoire de forme (thermique) où l’on constate une élongation supplémentaire au-delà de 70°C peut servir de disjoncteur de sécurité. L’actionneur fonctionne normalement en dessous de cette température, mais si celle-ci est dépassée, le matériau subit une élongation supplémentaire qui a pour effet de couper le champ magnétique. Cette élongation supplémentaire est complètement réversible, et en dessous de 70°C l’actionneur reprend son fonctionnement normal.

Capteurs d’énergie

Lors d’une compression ou élongation ce matériau modifie tout champ magnétique dans lequel il se trouve (perméabilité magnétique variable sous contrainte mécanique variée). On peut se servir de cet effet pour « capter » ou « récupérer » de l’énergie. Ce matériau peut potentiellement être utilisé pour charger des batteries dans des environnements où il est difficile d'accéder à la batterie pour la remplacer.

Amortisseur de vibrations

Les mêmes propriétés utilisées dans les capteurs d’énergie peuvent servir pour amortir les vibrations mécaniques.

Capteurs d’informations

Les propriétés du matériau permettent de fabriquer des capteurs de vitesse, ainsi que des détecteurs de distance, de tension mécanique et de champ magnétique.

Disponibilité

Afin de minimiser l’énergie magnétique requise pour déformer le matériau, une coupe transversale mince et large est préférable. Puisque l’élongation est un multiple de la longueur, une pièce relativement longue est aussi préférable. Goodfellow est fier d’offrir ce matériau dans les dimensions standard suivantes :

Il s’agit ici de nos dimensions standards. N’hésitez pas à nous contacter pour demander d’autres dimensions. A présent, les dimensions maximales du monocristal sont de 18 mm de diamètre x 30 mm de long. Les monocristaux plus petits sont taillés dans les dimensions ci-dessus en utilisant des techniques spécifiques afin de garantir les performances du matériau. Des développements sont en cours afin de produire des monocristaux de taille plus importante et nous publierons les résultats sur ce site en temps voulu.