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Imageries de surface d’un échantillon de FeSi GO de référence

L’ESIEE Amiens, le LTI à l’UPJV et l’IRT M2P effectuent de analyses métallographiques, optiques et magnétiques de surface sur des échantillons de FeSi GO de référence.

L’IRT utilise une technique de révélation des grains par attaque chimique puis observation microscopique optique.

L’ESIEE grâce aux équipements de l’UPJV et de l’IRT-M2P utilisent la technique d’imagerie par microscopie à force magnétique (MFM) : une technique d’imagerie qualitative réalisée avec un microscope à force atomique équipée d’une sonde magnétique.

Enfin, L’ESIEE sous-traite les observations magnéto-optiques des domaines magnétique à l’entreprise EVICO MAGNETICS. Les deux techniques utilisées sont :

  • MOIF : Magneto-Optic Imaging Film technique.
  • MOKE : Microscopie Magnéto-Optique par Effet Kerr en réflexion.

Ces deux techniques exploitent le phénomène physique de rotation de la polarisation de la lumière lors de sa réflexion sur certains milieux aimantés, le sens et l’intensité de la rotation dépendant de l’orientation et de l’intensité de la polarisation magnétique.

Figure 1 : (a) échantillons de 10*10 mm2 pour les imageries MOIF et MOKE (b) Révélation des joints de grains dans le métal

 

Les aciers électriques à grains orientés sont connus pour avoir des grains de grande taille pouvant atteindre plus de 1 cm (voir Figure 1). Cette particularité a aussi pour conséquence d’avoir des domaines magnétiques relativement grands comme nous le verrons avec les observations suivantes.

Figure 2 : (c) contraste magnétique de phase visualisé par MFM avec une sonde magnétique dure (scan size < 120*120 mm2) (d) domaines magnétiques visualisés par MOKE (scan size < 10*10 mm2).

 

L’étude de la structure magnétique en surface des échantillons de Fer Silicium à grains orientés fournis par SEPSA nous donne des informations essentielles sur la distribution en domaines magnétiques ainsi que leur taille moyenne. Le microscope à force atomique en mode MFM (microscope à force magnétique) utilisé par l’ESIEE et l’UPJV ne permet de sonder que des zones avec une surface inférieure à 120*120 μm2 (voir Figure 2 (c)). Etant donnée la taille importante des domaines magnétiques, cette zone d’observation ne permet d’observer que trois domaines au maximum, et de manière incomplète (voir zones claires et sombres de la Figure 2 (c)). Il est toutefois possible d’en déduire une taille moyenne approximative des domaines magnétiques en champ nul. Cette distribution et cette taille caractéristique semblent cohérentes avec les observations faites à l’aide de la technique MOIF ou MOKE (voir Figure 2 (d), avec l’aide de la société EVICOMAGNETICS et de Mr. Rudolf Schaefer) où la surface sondée est beaucoup plus importante (60 times the scan size of the MFM). Sur cette figure apparaissent entre 50 et 100 domaines, ce qui permet d’estimer une taille minimale et une taille maximale des domaines magnétiques, intervalle dans laquelle s’inscrit la taille de domaine obtenue par MFM.