Un alliage à mémoire de forme magnétique
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| Des actuateurs plus efficaces réalisés en matériaux "intélligents" qui consomment moins d'énergie |
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Des applications sont mises au point pour l'électronique domestique et le secteur
automobile
Nickel magazine, Mar. 02 -- Un alliage à base de nickel qui change de forme en réaction à un
champ magnétique attire actuellement l'attention et est financé par certains secteurs très influents, comme
par exemple l'armée des États-Unis.
Le Ni2MnGa est un alliage à mémoire de forme connu qui, Article suivant une déformation, retrouve sa forme d'origine en réaction à une augmentation de la température. Il a été démontré récemment que ce matériau réagit aussi fortement aux champs magnétiques.
La possibilité de contrôler l'effet de mémoire de forme par le magnétisme pourrait représenter un bond significatif en avant dans le développement de matériaux dits "intélligents". En effet, la réaction au magnétisme est plus rapide et plus efficace que la réaction conventionnelle induite par la température.
Les chercheurs ont compris le potentiel de l'effet de mémoire de forme magnétique du Ni2MnGa voici une dizaine d'années. Quelques années plus tard, au Massachusetts Institute of Technology (MIT), une équipe dirigée par le Dr Robert O'Handley et le Dr Kari Ullakko observe une tension significative induite par un champ magnétique. En 1996, le Dr Ullakko rentre dans son pays d'origine, la Finlande, pour y créer son entreprise AdaptaMat, qui produit et commercialise des matériaux à mémoire de forme magnétique (MSM).
Entre temps, le travail du MIT est poursuivi avec le soutien financier de Boeing et d'autres entreprises. En tant que partie d'un consortium inter-universités, l'équipe du MIT s'est également assurée le soutien financier à long terme du Ministère de la Défense des États-Unis afin de développer des matériaux MSM pour l'utilisation dans des transducteurs sonars et des systèmes de réduction de vibrations pour la U.S. Navy.
Jusqu'à présent, ce consortium inter-universités a réussi à augmenter la tension d'environ 0,2 % à -8°C à 6 % à température ambiante, ce qui représente des implications significatives pour une utilisation commerciale de ce matériau dans des pompes et des soupapes.
"Nous avons constaté qu'une modification mineure de la composition (à 50 % de nickel, 29 % de manganèse et 21 % de gallium) permettait d'améliorer encore les résultats à température ambiante", explique le Dr O'Handley, qui dirige le consortium. "Nous avons démontré que l'application d'une contrainte statique à l'alliage lui permet de retrouver sa forme d'origine et de répéter de telles modifications de nombreuses fois et de manière quasi statique."
Récemment, des percées ont permis au Dr O'Handley et à son équipe de prouver une tension à des fréquences allant jusqu'à 500 hertz et de caractériser la capacité de travail de ce matériau (c'est-à-dire sa tension sous contrainte). Comparé à d'autres matériaux contrôlables par le magnétisme, le Ni2MnGa présente une tension 30 fois supérieure à température ambiante. Cet effet de mémoire de forme magnétique se distingue de l'effet classique induit par la température ou thermoélastique. Tandis que ce dernier exige une transformation de la phase martensitique à la phase austénitique, le premier est réalisé entièrement dans la phase martensitique. La forme change si des structures jumelles bien orientées par rapport au champ magnétique croissent au dépens des autres structures jumelles dans le matériau.
AdaptaMat espère pouvoir tirer profit de cette propriété unique en développant des applications qui transforment l'énergie d'un champ magnétique en un mouvement mécanique. Ces applications comprendraient des dispositifs électromécaniques simples qui pourraient remplacer des appareils compliqués dans toute sorte de produits, de l'électronique domestique au secteur automobile. Cette société basée à Helsinki a fait breveter le procédé MSM dans trois pays et a également déposé des brevets dans plusieurs autres pays.
Actuellement, AdaptaMat produit des capteurs MSM ainsi que des actuateurs avec des longueurs de déviation pouvant atteindre 5 millimètres et des forces allant jusqu'à 2 kilonewtons. Cette entreprise est convaincue qu'un jour, les matériaux MSM représenteront une part significative du marché mondial de matériaux intelligents, qui totalise 1 milliard de dollars US par an.
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Contacts: Emmanouel Pagounis |
