Ferrite

TP Ferrites Spinelles Les ferrites sont des céramiques composées d’oxyde de fer III présentant souvent des propriétés magnétiques intéressantes. Le but de ce TP est d’observer l’effet d’un changement du cation métallique utilisé sur les propriétés magnétiques et cristallines de ferrites spinelles. Nous avons donc synthétisé un composé de Ni1-xZnxFe2O4, en prenant x=1. Le composé que nous avons produit est donc ZnFe2O4. I) Synthèse par voie céramique Pour cette synthèse,

qu’en dessous de 906°C. Ne dissout pratiquement pas le carbone. Il est très malléable. Fer γ : Il a une structure cristalline cubique à face centrée qui n’existe qu’entre 906°C et 1400°C. Il dissout facilement le carbone Diagramme Fer-Carbone Ferrite : C'est une solution solide (dans la structure cubique centrée) d'un ou de plusieurs éléments dans le fer α. C'est du fer pratiquement pur qui ne contient que des traces de carbone (0.008%) à température ambiante. Sa solubilité maximale est de 0.02%

Cela permet la diffusion des éléments de manière homogène, et l'on reforme totalement la structure stable ferrite+perlite lors du refroidissement lent ». (source wikipedia) Recuit de normalisation : Une fois le cycle de chauffe terminé, l’éprouvette est sortie du four et le refroidissement s’effectue à l’air libre. « Comme le recuit complet, ce traitement conduit à des structures ferrite-perlite » (source précis de métallurgie page 69). [pic] Figure 2 : Diagramme Fe-C b) Essais

d'un rayon de 0.5 Å dans le fer  à 20°C sans déformer la structure ? Pourquoi? En insérant des atomes de carbone dans la phase  du fer à la température ambiante, on obtient une solution solide ferrite. 6. 7. Quel type de solution solide s'agit-il? Quelle est la solubilité maximale de carbone dans la ferrite ? La figure suivante montre le diagramme des phases Fe-C métastable à cémentite. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Quelles sont les phases en présence dans les domaines numérotés ①, ②, ③ et ④ sur le diagramme

solide de carbone dans le fer γ. Douce et donc facile à usiner. - La ferrite : Cristallise dans le système CC. Pouvant contenir maximum 0,02% de carbone à 727 °C. Sous forme de solution solide de carbone dans le fer α. Très malléable. - La cémentite : Cristal de forme orthorhombique à 6,67% de carbone, est associé à de la ferrite ou de la perlite à l’état de phase. - La perlite : Mélange hétérogène de ferrite et de cémentite à 0,85% en masse de carbone prenant deux aspects différents :

tp est de mesurer avec un capteur à effet hall le champ magnétique de 1 à 5 ferrites placé sur le capteur en ayant pris soin de placé un morceau de papier dessus avant d’avoir mi les aimants 1-2) Le champ d’induction magnétique B : on utilise le montage « tesla mètre » de sensibilité connue pour générer un champs d’induction comprise entre 200G et 1000G (1G=1Gauss=10e-4) on utilise un empilement de ferrites(1 à 5 ferrites) 1-3) le générateur de courant I1 On cable le circuit suivant La diode de zener

liquide δ+γ γ+l 1200°C homogénéisation 2.1 solide γ (austénite) 1000°C 912°C austénitisation γ + Fe 3C Ac3 800°C α 600°C 0.85 recristallisation normalisation 729°C 1148°C 4.3 l + Fe3C température T 400°C revenu et recuit solide α (ferrite) solide Fe3C (cémentite) 200°C “perlite” 0°C 0 1 2 3 4 5 6 6.7 Fe concentration C en % poids Fe3C Fig. 4.1: Le diagramme de phase Fe-C dans la gamme d’intérêt technique. Les températures des différents traitements thermiques

tôles soudées par exemple. F et C correspondent respectivement à la Ferrite et la Cémentite (ou Carbure de Fer, F e3 C). Selon les vitesses de refroidissement, il est parfois difficile de distinguer le mélange intime de F et C. On appelle ce type de microsctructure la Bainite. Pour les vitesses de refroidissement les plus lentes, on parlera de microstructure en damier, avec alternance de grains clairs très pauvres en carbone (Ferrite) et de grains sombres plus riches en carbone (Perlite). Ces grains

présence de deux phases :-ferrite : gris/blanc-perlite : noirA et I :les grains dans la partie I sont un peu plus gros. pq ? |  3 et 4 : Les grains vont d’abord diminué avant d’augmenté. On voit qu’en 4, ils sont plus gros. |  On est à la limite entre la zone solide et la partie qui fond. |  Dans la partie supèrieure(dernière passe), on refroidit brutalement car on est en contact avec le mileu ambiant=>orientation : epitaxie |  A 1 et I :on constate que les grains de ferrite et perlite sont de forme

 répondez aux questions  suivantes.  Grains blancs composés  de ferrite Grains foncés composés  de ferrite (blanc) et de  cémentite (noir)    Figure 1 :   Microstructure d’un acier doux. La fraction surfacique occupée par les grains de ferrite  (grains blancs) est de 25 %.  a) Comment  se  nomme  le  constituant  eutectoïde  d’équilibre  représenté  sur  la  Figure  1  par  les  grains foncés composés de cémentite et de ferrite ?  (1 point)  Nom du constituant :  perlite b) Sachant que cet acier a été refroidi à l’équilibre