Дисертації: "Matériaux composites magnétiques"

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Talbot, Philippe. "Introduction à l'étude des matériaux magnétiques composites." Brest, 1993. http://www.theses.fr/1993BRES2010.

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Анотація:

Ce travail porte sur l'etude des proprietes magnetiques des magnetiques heterogenes. On entend par milieu heterogene (composite) tout milieu obtenu par l'association de plusieurs substances de nature differente. La connaissance du milieu composite s'appuie, d'une part sur la caracterisation du materiau par la mesure de la susceptibilite magnetique complexe et d'autre part sur la modelisation de ce milieu a l'aide d'outils mathematiques. Pour la caracterisation en regime quasi-statique, nous developpons plusieurs techniques de mesure, faible et large bandes adaptees a des echantillons de forme et de nature differentes (batonnets, disques, anneaux; solide ou liquide), toutes basees sur la methode du transformateur. Ces dispositifs de mesure, tres sensibles (methodes de la transition ferromagnetique/paramagnetique et de la bobine plate) ou a usage industriel (methode du pot magnetique) ou a tres large bande (methode du transformateur coaxial: 10 hz: 200 mhz) nous offrent un large eventail de moyens de caracterisation des materiaux magnetiques heterogenes dans le domaine des frequences basses et moyennes. La caracterisation hyperfrequence qui s'etend de 300 khz a 5 ghz, est realisee par une extension de la methode du transformateur coaxial precedemment citee. La limite frequentielle de validite du dispositif de mesure est discutee en fonction des dimensions de la cellule et de la nature du materiau a etudier. Il est montre que les materiaux magnetiques composites sont le siege d'effets demagnetisants qui leur apportent des avantages indiscutables, par rapport aux materiaux massifs (ferrites), sur le plan de la stabilite thermique et celui du comportement dynamique. La meilleure connaissance du milieu magnetique heterogene necessite sa modelisation. Il existe dans la litterature scientifique pres de 40 modeles mathematiques. Nous presentons deux d'entre eux: le modele de maxwell-garnett et celui de bruggeman. Les resultats experimentaux sont nettement en faveur du second

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Rudenko, Vasyl'. "Effets magnétoacoustiques paramétriques dans les matériaux magnétiques diélectriques et composites." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00291549.

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Анотація:

Les interactions paramétriques dans des matériaux actifs magnétoacoustiques de compositions et structures variées sont étudiées expérimentalement.
L'influence de la composition des ferrites poly-cristallines à base de nickel sur les sensibilités des vitesses acoustiques aux champs magnétiques DC et RF sont considérées. Un couplage magnéto-élastique maximum de 59% et une sensibilité au champ magnétique de la vitesse des ondes transversales de 100%/kOe ont été trouvées pour la composition Fe2,026Ni0,95Co0,024О4. En utilisation comme milieu actif pour conjugaison de phase paramétrique, cette composition a démontré un incrément d'amplification extraordinaire de 4.5 μs-1.
Une méthode impulsionnelle amplitude-phase (IAP) originale a été élaborée et appliquée à l'étude de la sensibilité paramétrique de matériaux actifs intéressants pour les perspectives possédant une faible impédance acoustique (≈9 MRa): composites à base de Terfenol-D et ferrites poreuses de nickel. Les sensibilités de la vitesse acoustique au champ magnétique AC trouvées étaient de 4.39%/kOe et 3.39%/kOe dans le composite et la ferrite poreuse respectivement.
Un nouveau phénomène paramétrique acoustique d'excitation de trois phonons liésa été observé dans les cristaux antiferromagnétiques de type “plan-facile” α-Fe2O3 sous pompage magnétique transversal AC. Les modes sous-critiques et super-critiques de ces excitations à trios phonons ont été étudiés par la méthode IAP et décrits théoriquement. La particularité du mode super-critique est la formation d'une singularité pour une durée de pompage finie. Cette singularité est stabilisée par la nonlinéarité intrinsèque du système de phonon.

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Galicia, Alberto. "Matériaux composites : association de gels polymères et de nanoparticules magnétiques." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066377.

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Rudenko, Vasyl’ Viktorovitch. "Effets magnétoacoustiques paramétriques dans les matériaux magnétiques diélectriques et composites." Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/index.php?view_this_doc=tel-00291549&extended_view=1&version=1&halsid=rvolvpnito1r5t694auconrvs5.

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Анотація:

Les interactions paramétriques dans des matériaux actifs magnétoacoustiques de compositions et structures variées sont étudiées expérimentalement. L’influence de la composition des ferrites poly-cristallines à base de nickel sur les sensibilités des vitesses acoustiques aux champs magnétiques DC et RF sont considérées. Un couplage magnéto-élastique maximum de 59% et une sensibilité au champ magnétique de la vitesse des ondes transversales de 100%/kOe ont été trouvées pour la composition Fe2,026Ni0,95Co0,024О4. En utilisation comme milieu actif pour conjugaison de phase paramétrique, cette composition a démontré un incrément d’amplification extraordinaire de 4. 5 μs-1. Une méthode impulsionnelle amplitude-phase (IAP) originale a été élaborée et appliquée à l’étude de la sensibilité paramétrique de matériaux actifs intéressants pour les perspectives possédant une faible impédance acoustique (≈9 MRa): composites à base de Terfenol-D et ferrites poreuses de nickel. Les sensibilités de la vitesse acoustique au champ magnétique AC trouvées étaient de 4. 39%/kOe et 3. 39%/kOe dans le composite et la ferrite poreuse respectivement. Un nouveau phénomène paramétrique acoustique d’excitation de trois phonons liés a été observé dans les cristaux antiferromagnétiques de type “plan-facile” α-Fe2O3 sous pompage magnétique transversal AC. Les modes sous-critiques et super-critiques de ces excitations à trois phonons ont été étudiés par la méthode IAP et décrits théoriquement. La particularité du mode super-critique est la formation d’une singularité pour une durée de pompage finie. Cette singularité est stabilisée par la nonlinéarité intrinsèque du système de phonon
Parametric interaction in active magnetoacoustic materials of various composition and structures is studied experimentally. Influence of composition of nickel-based polycrystalline ferrite on sensitivity of sound velocities to DC and RF magnetic field is considered. Maximum magnetoelastic coupling 59% and magnetic sensitivity of shear wave velocity 100%/kOe were found for composition Fe2,026Ni0,95Co0,024О4. In the testing as an active medium for parametric wave phase conjugation this composition demonstrated extraordinary gain increment 4. 5 μs-1. Original amplitude-phase pulse (APP) method was elaborated and applied for studies of parametric sensitivity of perspective active materials with low (≈9 MRa) acoustic impedance: Terfenol-D based composite and porous nickel ferrite. Sensitivity of sound velocity to AC magnetic field is found as 4. 39%/kOe and 3. 39%/kOe in the composite and porous ferrite respectively. The new parametric acoustic phenomenon of three-phonon bound excitation is observed in “easy plane” antiferromagnetic crystal α-Fe2O3 under transversal AC magnetic pumping. Sub-threshold and supercritical modes of the three-phonon excitations were studied by the APP method and described theoretically. The specific feature of the supercritical mode is forming of singularity in a finite pumping duration. Singularity is stabilized by intrinsic nonlinearity in the phonon system

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Dudek, Christophe. "Étude de matériaux hyperfréquences innovants : des microfils nanocristallisés aux composites magnétiques artificiels." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR4011.

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Cette thèse définit des améliorations et propose de nouveaux concepts dans le domaine des matériaux magnétiques hyperfréquences en utilisant une approche plurielle de la perméabilité dynamique. Le développement de microfils ferromagnétiques gainés de verre nanocristallisés à base de fer a permis d'obtenir, pour la première fois, une réponse magnétique significative jusqu'à 4 GHz à 350°C. La conception et la mesure d'un nouveau matériau magnétique artificiel associant des motifs inductifs en cuivre et un matériau ferromagnétique ont montré la possibilité d'obtenir une réponse hyperfréquence significative sur une large bande jusqu'au GHz. Enfin, une approche mécanique de la perméabilité, a mis en évidence les possibilités offertes par des systèmes combinant matériaux magnétiques et éléments mécaniques. Ceci a conduit à la définition d'un concept d'inducteur vibrant sous champ magnétique dont les résultats en termes de gain par rapport aux inducteurs classiques sont très prometteurs
This thesis concerns the development of new concepts in the microwave's magnetic materials field. Based on a multiple approach of the dynamic permeability, several attempts have been carried out. On the one hand, the study of nanocrystallized ferromagnetic glass-coated microwires has led, for the first time, to significant permeability levels up to 4 GHz at 350°C. On the other hand, a new type of metamaterial made of ferromagnetic core combined with copper helices has exhibited a large band microwave permeability. Eventually, the analysis of the magnetic response of magnets as part of mechanical systems has evidenced the concept of vibrating inductor in a magnetic field. This new technology seems to offer great potential gains

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Cyr, Charles. "Modélisation et caractérisation des matériaux magnétiques composites doux utilisés dans les machines électriques." Phd thesis, Université Laval, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003791.

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Les matériaux magnétiques composites doux sont utilisés pour réaliser des circuits magnétiques de machines électriques. Ils sont formés de particules de fer revêtues d'une mince couche de diélectrique et pressées à haute densité. La conception des machines électriques à l'aide de ces matériaux requiert la connaissance de méthodes de caractérisation de leurs propriétés électriques et magnétiques. L'optimisation des propriétés magnétiques des matériaux composites nécessite la compréhension des phénomènes se produisant à l'échelle microscopique et de leur influence sur la caractéristique d'aimantation à l'échelle macroscopique. Des méthodes de caractérisation adaptées aux matériaux magnétiques composites sont développées dans cette thèse : elles concernent la mesure de la caractéristique d'aimantation, de la résistivité et des pertes magnétiques. L'utilisation de ces méthodes démontre que l'inhomogénéité et l'anisotropie des propriétés des circuits magnétiques faits de matériaux magnétiques composites, considérées comme relativement négligeables dans les travaux publiés jusqu'à présent, sont suffisamment importantes pour influencer le développement du matériau, le dimensionnement des machines électriques et les tests de qualité en production. Un modèle permettant de relier la caractéristique d'aimantation à la structure des matériaux magnétiques composites et aux propriétés des constituants est proposé. Ce modèle est basé sur la simulation en calcul des champs de l'écoulement du flux magnétique à travers la structure microscopique du matériau et il permet de retrouver la caractéristique d'aimantation à l'échelle du circuit magnétique. Les relations obtenues démontrent un couplage significatif entre les propriétés globales, comme la perméabilité maximale, et certaines grandeurs à l'échelle microscopique, comme l'épaisseur du revêtement des particules de fer. Les modèles et les méthodes de caractérisation proposés peuvent ainsi être efficacement utilisés pour l'optimisation des dimensions des machines faites de matériaux magnétiques composites ainsi que pour l'optimisation des propriétés de ces matériaux en vue d'applications spécifiques.

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Fang, Weiqing. "Elaboration de matériaux composites nanofils magnétiques/polymères pour la fabrication d'aimants permanents." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070641.

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Cette thèse porte sur l'élaboration de nanocomposites anisotropes à base de nanofils de cobalt/polymères pour la fabrication d'aimants permanents qui ne contiennent pas de terres rares et l'optimisation des propriétés magnétiques de ces matériaux composites. La préparation de nanofils de cobalt mono-domaines (R~6-10 nm et L~250-350 nm) a été réalisée par voie thermique conventionnelle et par voie micro-onde. Des films de composites Co/polymère alignés ont été élaborés avec de très bonnes propriétés magnétiques (μ0Hc=0.75T, Mr/Ms=0.92). Le (BH)max est de 160 kJ/m3 qui est dans la gamme des aimants SmCo (BHmax~ 120-200 kJ/m3). Les techniques de diffusion de neutrons et de rayons-X aux petits angles (DNPA et DXPA) ont été utilisées pour la caractérisation des dispersions et des systèmes anisotropes. Les fils dans le chloroforme sont mieux dispersés par rapport aux autres solvants et forment des agrégats moins gros. Pour les films de composites, l'agrégation des nanofils est relativement plus dense dans le polystyrène que dans le poly(vinyl pyrrolidone). La qualité de l'alignement est proportionnelle à l'amplitude du champ appliqué même pour des champs très élevés. Cependant, un meilleur alignement ne conduit pas automatiquement à une meilleure coercivité. Les interactions entre des nanofils ont été caractérisées par Henkel plots. Les valeurs de ΔM sont faibles (ΔM<-0.2). En outre, la DNPA polarisée a permis de suivre le renversement magnétique à l'échelle nanométrique. Le champ coercitif Hc est défini par le renversement global de gros paquets de fils. Au-delà de Hc, il n'y a plus que des processus de retournements de fils individuels. Afin d'optimiser le Hc, l'optimisation de la microstructure (organisation des fils) est plus importante que l'optimisation des propriétés des fils individuels.

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Chevalier, Alexis. "Etude expérimentale, élaboration et modélisation de matériaux composites à base de poudres magnétiques douces." Brest, 1998. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00484041.

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Les procedes de depots en couche epaisses, que l'on retrouve dans la mise en uvre des systemes de communications et de detections, sont a l'origine de l'interet croissant pour les materiaux magnetiques composites. Ces materiaux sont obtenus par melange, en proportions variables, d'une ou plusieurs poudres magnetiques choisies en fonction de leurs proprietes originales et de poudres non magnetiques. Ce travail, qui est une etude fondamentale des proprietes magnetiques des materiaux composites, a pour but la modelisation de leur susceptibilite magnetique en champ faible. Le modele que nous proposons pour decrire les proprietes magnetiques de ces materiaux composites est issu, comme la majorite des lois de melanges, d'une theorie de champ moyen. L'interet de ce modele est de presenter une forme analytique compacte qui ne fait intervenir qu'un nombre restreint de parametres dont le sens physique a ete defini dans cette etude. Le premier parametre est la susceptibilite intrinseque x#i, liee aux proprietes magnetiques des constituants du melange. L'etude experimentale, menee sur les composites a base de poudre de ferrites, a permis de montrer le caractere principalement rotationnel de l'aimantation dans les materiaux composites. Le second parametre intervenant dans notre modele est le coefficient effectif de forme n, lie au caractere disperse de la matiere. Il tient compte de maniere globale de l'ensemble des interactions qui dependent a la fois de la forme des particules et de leurs arrangements sous forme d'agregats. Les resultats experimentaux, obtenus sur des poudres de natures differentes, ont permis de valider l'aptitude du modele a predire les comportements de la susceptibilite magnetique des materiaux composites, aussi bien dans le domaine statique que dans celui des hyperfrequences.

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Morin, Victor. "Elaboration de composites multiférroïque et caractérisation de l'effet magnétoélectrique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN030/document.

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L'effet magnétoélectrique (ME) est la modification de la polarisation électrique par l'application d'un champ magnétique (effet ME direct), ou bien la modification de l'aimantation magnétique par l'action d'un champ électrique (effet ME inverse).L'utilisation de matériaux composites permet de reproduire de manière extrinsèque cet effet. Le couplage mécanique entre des matériaux magnétostrictifs et piézoélectriques fournit un effet ME extrinsèque plus important à température ambiante que celui fournit intrinsèquement. Nous avons dégagé (théoriquement et expérimentalement) différentes caractéristiques de matériaux nécessaires à l'obtention d'un effet ME important et justifé l'utilisation de ferrite et de PZT dans les composites ME. Nous expliquons dans cette thèse, les méthodes de fabrications des différentes géométries de composites étudiées (empilement de couches ou bien inclusions d'une phase dans l'autre). En particulier, l'utilisation du frittage non conventionnel par Spark Plasma Sintering, pour améliorer le couplage mécanique y est abordée. En nous focalisant sur la géométrie en multicouche, nous avons montré l'importance de facteurs tels que le champ démagnétisant ou encore la symétrie de la structure. Nous présentons un prototype de capteur de courant utilisable en génie électrique. Nous en avons montré sa bonne linéarité et sensibilité, mais aussi ses défauts en terme de bande passante
The magnetoelctric (ME) response consists in the modification of the electric polarization by an applied magnetic field (direct effect) or the modification of the magnetic polarization by an applied electric field (inverse effect). Intrinsic multiferroics are rather uncommon and the effect is often weak at room temperature. An alternative route to achieve ME effect, consists in using magnetostrictive and piezoelectric materials and coupling the two phases by mechanical stress. We draw (theoretically and experimentally) some material characteristics to achieve an importantME effect, which justify the use of ferrite and PZT. We describe the production process of the two studied connectivity schemes (stack of layers or inclusion of a phase in another). We focus on the sintering by Spark Plasma Sintering as a potential improvement of the mecanical bonding. We devoted a part of our work on multilayer composite and showed the importance of some factors such as the demagnetizing effect or the symmetry of the structure. We introduce a current sensor prototype suitable for electrical engineering application. We showed its good linearity and sensitivity but also some effects of its bandwidth

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Deprot, Sylvie. "Élaboration de micro-filaments composites : des caractéristiques physico-chimiques aux propriétés magnétiques." Tours, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUR4004.

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On présente différentes avancées sur l'élaboration, la compréhension et l'ingénierie des propriétés magnétiques statiques et dynamiques de fils ferromagnétiques amorphes gainés de verre. Une étude paramétrique approfondie du procédé d'élaboration a été réalisée. Cela a conduit à la maîtrise des caractéristiques géométriques des fils. Cette connaissance du procédé a permis de proposer les évolutions nécessaires à la mise en place d'une installation de production en continu. L'anisotropie magnétique de ces fils est principalement due à des effets magnéto-élastiques. Cela a été mis en évidence à travers le rôle de la composition et de l'état de contrainte du cœur ferromagnétique sur les propriétés magnétiques statiques des fils. Grâce à la compréhension de leurs propriétés magnétiques statiques, des voies d'ingénierie des propriétés magnétiques dynamiques des fils ont été proposées. Leurs spectres de perméabilité ont été décrits par un modèle de gyromagnétisme associé à de l'effet de peau
Advances in the elaboration, understanding and engineering of the static and dynamic magnetic properties of amorphous glass-coated ferromagnetic microwires are presented. The control of the geometric characteristics of the microwires has been obtained through a careful parametric elaboration process study. That led to propose innovative modifications of the production apparatus to reach a continuous process. The magnetic anisotropy of these wires is mainly due to a magneto-elastic behavior. This has been evidenced through the experimental demonstration of the effects of the alloy composition and of the stress state of the ferromagnetic core on the static magnetic properties. Microwave properties of the ferromagnetic microwires were studied through their permeability spectra. They were described using a gyromagnetic model taking into account skin effect. The understanding of their static magnetic properties led to the engineering of the dynamic properties of the ferromagnetic microwires

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Tchangoulian, Ardaches. "Utilisation de matériaux composites magnétiques à nanoparticules pour la réalisation de composants passifs non réciproques micro-ondes." Thesis, Saint-Etienne, 2014. http://www.theses.fr/2014STET4016/document.

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Dans les systèmes des télécommunications, beaucoup d’études ont été entreprises pour intégrer des composants passifs non réciproques. Le bon fonctionnement des circulateurs exige souvent des aimants volumineux et lourds qui assurent une orientation uniforme des moments magnétiques du matériau ferrite. Pour tendre vers l’intégration et la miniaturisation des circulateurs, les nanotechnologies peuvent offrir des solutions intéressantes. L’objectif de cette thèse a été de développer un circulateur coplanaire auto-polarisé. L'approche choisie est fondée sur la réalisation de substrats composites à «nano-fil ferrimagnétiques». Elle consiste à faire un dépôt par magnétophorèse ou dip-coating de nanoparticules de ferrite de cobalt dans des membranes d’alumine poreuses et de les orienter sous champ magnétique de manière uniforme. Des substrats composites magnétiques ont été fabriqués à partir de nanoparticules CoFe2O4 dispersées dans une matrice sol-gel de silice en utilisant la technique de Dip-coating avec et sans un champ magnétique appliqué. De nombreuses études ont été faites afin d'étudier le comportement magnétique et diélectrique de ces substrats : VSM, polarimétrie spectrale, MFM et autres. Les cycles d'hystérésis montrent une forte différence des valeurs des champs coercitifs (μ0Hc) et rémanents (Mr/Ms) si, durant la fabrication, un champ magnétique est appliqué ou non, démontrant ainsi l'orientation (ou non) des nanoparticules. Ce nano-composite est un candidat intéressant pour la fabrication de circulateurs même si la concentration et l’orientation des particules sont insuffisantes. Des circulateurs ont été conçus, modélisés et simulés à l'aide du logiciel HFSS. Suite à des résultats de simulation intéressants; un premier prototype a été fabriqué et caractérisé en hautes fréquences. Les résultats de mesure ont montré un phénomène de circulation, qui reste très faible en raison du faible pourcentage de nanoparticules magnétiques dans le composite et de leur orientation imparfaite. Les verrous technologiques ont été clairement identifiés et ne permettent pas, pour l’instant, de réaliser un circulateur opérationnel
In telecommunications systems, many studies have been undertaken to integrate non-reciprocal passive components. The proper functioning of circulators often requires large and heavy magnets that ensure a uniform orientation of the magnetic moments of the ferrite material. To work towards the integration and miniaturization of circulators, nanotechnology can offer interesting solutions. The aim of this thesis was to develop a self-biased coplanar circulator. The approach is based on the production of composite substrates "ferrimagnetic nanowire." It consists in a magnetophoresis or a dip-coating deposition of cobalt ferrite nanoparticles in porous alumina membranes and orienting them in a magnetic field uniformly. Magnetic composite substrates were made from CoFe2O4 nanoparticles dispersed in a matrix of silica sol-gel using the dip-coating technique with and without an applied magnetic field. Many studies have been made to study the magnetic and dielectric behavior of these substrates: VSM, spectral polarimetry, MFM and others. The hysteresis loops show a strong difference in the values of coercive fields (μ0Hc) and persistent (Mr / Ms) if, during the fabrication, a magnetic field is applied or not, therefore showing the orientation (or not) of nanoparticles. This nano-composite is an interesting candidate for the fabrication of circulators even if the concentration and the particle orientation are insufficient. Circulators were designed, modeled and simulated using the HFSS software. Following the interesting results of simulation; a first prototype was fabricated and characterized at high frequencies. The measurement results showed a circulation phenomenon, which is very low due to the small percentage of magnetic nanoparticles in the composite and their imperfect orientation. Technological barriers have been clearly identified and do not allow for the time to achieve an operational circulator

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Camus, Olivier. "Modélisation des propriétés magnétiques de matériaux ferrite et de composites à base de ferrite absorbant le rayonnement électromagnétique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL022N.

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Cette étude porte sur la modélisation de la perméabilité magnétique de ferrites pour leur utilisation en tant qu'absorbants aux ondes hyperfréquences. Les ferrites étudiés se trouvent sous la forme de matériaux frittés ou de composites. L’absorption d'une onde électromagnétique par des ferrites frittés est provoquée par la rotation de l'aimantation dans des domaines magnétiques et par le déplacement des parois entre ces domaines. Nous développons des modèles basés sur l'association de phénomènes résonants et/ou relaxants pour représenter la dépendance en fréquence de la perméabilité magnétique. Ces différents modèles sont validés expérimentalement pour déterminer celui qui représente le mieux les mesures de perméabilité de ferrites frittés ou de composites à base de ferrite. Les matériaux composites sont constitués d'une matrice polymère non magnétique au sein de laquelle sont dispersées des particules magnétiques de ferrite. De nombreuses lois de mélange ont été développées dans le but de modéliser la perméabilité de tels matériaux. Certaines de ces lois, basées sur l'approximation quasi-statique ou sur l'hypothèse du milieu effectif, sont appliquées à des mesures expérimentales. Cependant, ces lois, au contraire de la loi du milieu effectif généralisé (GEM), ne peuvent représenter la transition entre l'état non magnétique et l'état magnétique du composite à la percolation. L’analyse d'image effectuée sur les composites permet de valider les paramètres de la GEM et de vérifier si cette loi peut devenir prédictive

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Hallynck, Sylvain. "Elaboration et caractérisations de composites chargés en ferrite spinelle à morphologie contrôlée pour utilisations micro-ondes." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/HALLYNCK_Sylvain_2005.pdf.

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Dans ce travail, les propriétés électromagnétiques en fréquence de composites chargés en plaquettes de ferrite spinelle de nickel-zinc (Ni1-xZnxFe2O4) ont été étudiées. Dans un premier temps la synthèse des plaquettes de ferrite spinelle a été mise au point. Elle s'effectue en deux étapes. Il s'agit tout d'abord d'obtenir par synthèse hydrothermale des plaquettes d'hématite (-Fe2O3) monocristallines dont il est possible de contrôler le diamètre entre 30 et 300 µm. Celles-ci subissent ensuite une transformation topotactique en ferrite spinelle par réaction en sel fondu. Les plaquettes obtenues sont polycristallines texturées. Il est possible d'accroître la taille des cristallites qui les composent en augmentant la température de réaction de 1000 à 1200°C. Dans une deuxième partie, des bandes fines (250 µm) de composite sont obtenues par coulage en bande. Deux techniques ont été développées. L'une permet d'élaborer des composites à taux de charge variable grâce à la solidification de polyvinylbutyral par évaporation de solvant. L'autre est basée sur la polymérisation in-situ de butylméthacrylate. Des coulages ont également été effectués sous champ magnétique afin d'améliorer l'orientation à plat des particules. Des analyses quantitatives montrent l'effet texturant de ce champ et l'amélioration de l'orientation avec l'augmentation de la taille des plaquettes utilisées. Enfin, les perméabilité et permittivité dynamiques des composites ont été mesurées en monospire et en ligne coaxiale. On a ainsi pu démontrer l'importance de la morphologie de la charge. Des plaquettes permettent ainsi d'atteindre des valeurs de perméabilité plus élevées et à plus basse fréquence qu'une charge équivalente de forme sphéroïdale. Globalement, l'augmentation de la taille des plaquettes, des cristallites qui les composent et l'amélioration de la texture des composites permettent d'obtenir des valeurs de perméabilité plus élevées et ce à plus basse fréquence
In this work, the dynamic electromagnetic properties of composite materials loaded with nickel-zinc spinel ferrite platelets (Ni1-xZnxFe2O4) were studied. Firstly the synthesis of the ferrite platelets has been developed. It is carried out in two stages. Single crystal hematite (-Fe2O3) platelets are initially obtained by hydrothermal treatment. It is possible to control their diameter between 30 and 300 µm. In the second step, these particles undergo a topotactic transformation into spinel ferrite by molten salt reaction. The so obtained platelets are polycrystalline and textured. The size of the crystallites which compose them can be increased by rising the reaction temperature from 1000 to 1200°C. In a second part, fine composite sheets (250 µm) are obtained by tape casting. Two techniques were developed. The first one makes it possible to work out composites at variable load factor thanks to the solidification of polyvinylbutyral by solvent evaporation. The other one is based on in-situ polymerization of butylméthacrylate. Castings were also carried out under magnetic field in order to improve the orientation of the particles. Quantitative analyses show the texturing effect of this field and the improvement of the orientation with the increase in the size of the platelets used as load. Finally, the dynamic permeability and permittivity of the composites were measured in single coil and coaxial line. We have shown the importance of the load morphology. Platelets make it possible to reach higher permeability values at lower frequency than an equivalent load with spheroid form. All in all, the increase in the size of the platelets or of the crystallites which compose them and the improvement of the texture of the composites make it possible to obtain higher values of permeability at lower frequency

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Lapointe, Philippe. "Développement d'un composite magnétique doux avec revêtement de ferrite nanométrique." Master's thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/21343.

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Les moteurs électriques, les transformateurs, les électroaimants et autres appareils électriques nécessitent des matériaux qui sont en mesure de canaliser les lignes de champ magnétique tout en limitant les pertes qu’elles entraînent. Les matériaux utilisés à cet escient sont appelés matériaux magnétiques doux. Un des moyens utilisé pour limiter les pertes dans ces matériaux est d’augmenter leur résistivité. Pour y arriver, on unit des matériaux très résistifs à des matériaux ferromagnétiques. On obtient ainsi des composites magnétiques doux. Depuis plus de 100 ans, le type de composite magnétique doux le plus utilisé consiste en un empilement de tôles de fer laminées séparées par un matériau isolant. Ces matériaux sont très efficaces mais ont leur lot d’inconvénients. Depuis quelques années, une nouvelle technique s’appuyant sur la métallurgie des poudres a été développée. Elle consiste à envelopper des particules de fer d’un matériau isolant et de les compacter. On obtient ainsi un matériau qui peut être très résistif. Ce projet avait pour but de développer un composite magnétique doux à base de poudre métallique dont le matériau isolant serait de la ferrite NiZn nanométrique. Pour y arriver deux techniques ont été étudiées. La première consistait à recouvrir les particules de fer par placage de la ferrite et la seconde consistait à ajouter nanoparticules de ferrite NiZn à la poudre de fer. Les résultats ont permis de constater que les deux techniques pouvaient être utilisées pour le développement de composite magnétiques doux. Plus spécifiquement, on a obtenues des pertes magnétiques de 11,9 W/kg et de 93 W/kg à 60 Hz et 400 Hz respectivement pour les échantillons préparés par placage de la ferrite et de 13,5 W/kg et de 137 W/kg à 60Hz et 400 Hz respectivement pour les échantillons préparés par ajout de nanoparticules.
Electric motors, transformers, electromagnets and many other electric devices require materials that can provide a path for magnetic field lines while minimizing losses that they generate. Materials used for these applications are called soft magnetic materials. One way to minimize losses in such materials is to increase their resistivity. In order to do so, highly resistive materials are coupled with ferromagnetic materials. These are called soft magnetic composites. For more than one hundred years, the most common type of soft magnetic composite was made by stacking sheets of rolled iron separated by a thin layer of insulating materials. These were very simple and efficient but also had their share of drawbacks. During the last decades, a new technique based on powder metallurgy was developed. It consists in coating iron particles with an isolating material prior to compaction. This type of materials can be highly resistive. The objective of this project was to develop a soft magnetic composite using metal powders in which the insulating materials would be nanometric NiZn ferrite. Two different techniques were studied in order to achieve this goal. The first one consists in coating iron powders with NiZn ferrite using ferrite plating and the second one consists adding nanoparticles to iron powder. The results obtained throughout this study showed that these two techniques could certainly be used to develop metal powder based soft magnetic composites. More specifically, magnetic weight losses of 11,9 W/kg and 93 W/kg were obtained at 60 Hz and 400 Hz respectively for components prepared using the ferrite plating technique while losses of 13,5 W/kg and 137 W/kg were obtained at 60 Hz and 400 Hz respectively for components prepared by adding ferrite nanoparticles.

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Sahraoui, Yosra. "Électrodes modifiées par des matériaux composites fonctionnalisés pour application capteurs et biocapteurs." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10071.

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L'objectif de cette étude consiste à développer des électrodes modifiées à base des nanomatériaux à visées électroanalytiques. Pour ce faire, différentes méthodes de modification des électrodes ont été proposées à savoir la fonctionnalisation chimique, par adsorption et par électropolymérisation, en se servant des interactions électrostatiques et covalentes entre les surfaces des électrodes et les nanomatériaux (les nanoparticules magnétiques, les nanoparticules d'or, les polyoxométallates et les nanotubes de carbone). Les électrodes modifiées préparées ont permis de réaliser des dispositifs de détection (capteurs et biocapteurs) caractérisés par des performances analytiques intéressantes en termes de sensibilité et limite de détection. Des biocapteurs d'urée, à base d'électrodes semiconductrices, fonctionnalisées par des nanoparticules magnétiques portant l'enzyme uréase, ont permis d'obtenir de grandes sensibilités de détection de l'urée. Des capteurs chimiques pour la détection sensible de l'ion nitrite ont été obtenus en fonctionnalisant des électrodes de carbone vitreux et de diamant dopé au bore par des polyoxométallates. La combinaison de deux types des nanomatériaux (nanotubes de carbone et polyoxométallates hybrides) a permis l'obtention d'une structure originale qui présente les propriétés conductrices des nanotubes et électrocatalytiques des polyoxométallates. Ces structures originales ont permis la réalisation de biocapteurs enzymatiques de haute sensibilité pour la détection du glucose et du catéchol
The objective of the study consists in the development of modified electrodes, based on nanomaterials for electroanalytical applications. In this aim, different methods of modification of the electrodes have been proposed: chemical functionalization, adsorption and electropolymerization, using the electrostatic and covalent interactions between electrode surfaces and nanomaterials (magnetic nanoparticles, gold nanoparticles, polyoxometallates and carbon nanotubes). The prepared modified electrodes have allowed the obtaining of detection devices (sensors and biosensors) characterized for their interesting analytical performances in terms of sensitivity and detection limit. Urea biosensors, based on semi-conducting electrodes, functionalized with magnetic nanoparticles coated with urease enzyme, have allowed the sensitive detection of urea. Chemical sensors for the sensitive detection of nitrite ion have been obtained through functionalization of glassy carbon electrodes and boron doped diamond electrodes with polyoxometallates. The combination of both types of nanomaterials (carbon nanotubes and hybrid polyoxometallates) have allowed the obtaining of an original structure that presents conductive properties of nanotubes and electrocatalytic properties of polyoxometallates. These original structures have allowed the fabrication of enzymatic biosensors with a high sensitivity for the detection of glucose and catechol

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Neige, Julien. "Elaboration, caractérisation et modélisation d'un composite à base de pétales ferromagnétiques pour des appications hyperfréquences." Thesis, Tours, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUR4040/document.

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La recherche de nouveaux matériaux absorbant les ondes électromagnétiques dans le domaine des hyperfréquences est devenue un enjeu majeur avec le développement croissant des moyens de communication et, corrélativement, le besoin de se prémunir efficacement contre la « pollution » électromagnétique (protection des équipements et des personnes). Dans ce manuscrit, nous nous intéressons à un matériau composite anisotrope constitué d'une matrice polymère chargée en particules ferromagnétiques aplaties appelées pétales. Ce type de composite suscite actuellement un intérêt grandissant dans la communauté grâce aux nombreux avantages qu'il présente (ajustement de la bande d'absorption en fonction de la nature et du rapport de forme des charges, faible épaisseur du revêtement). Le champ de cette étude s'est voulu relativement large afin d'avoir une vue d'ensemble des problématiques liées à ces composites à base de pétales et cela à plusieurs échelles. Dans un premier temps, une étude originale a été menée sur le pétale seul. Après des travaux préliminaires portant sur l'élaboration des pétales et leurs propriétés morphologiques, des caractérisations magnétiques statiques et dynamiques ont été réalisées sur un pétale unique. Le spectre de perméabilité obtenu met en évidence trois résonances. Une étude complémentaire menée sur des objets de mêmes dimensions élaborés par PVD et structurés par FIB a permis, par analogie, d'attribuer ces trois résonances respectivement aux domaines, aux parois et au vortex joignant les parois. Dans un second temps, une étude approfondie a été menée sur le composite complet. L'adaptation de la technique de perméamétrie par perturbation de spire a rendu possible la caractérisation fine et complète de matériaux composites épais avec ou sans champ magnétique statique appliqué et pour différentes directions de pompage. Celle-ci a permis de confirmer l'origine des différentes résonances malgré le désordre structurel caractéristique des milieux composites. Pour finir, une étude à vocation plus applicative a été réalisée établissant le lien fort entre la microstructure (porosité, orientation et taille des particules) et les propriétés électromagnétiques du composite. Le potentiel industriel, tant d'un point de vue de l'élaboration que des performances, a pu être démontré
Research on new microwave absorbing materials has become a major issue with the growing development of wireless communications and, accordingly, the need to shield effectively from the electromagnetic "pollution" (protection of equipment and persons).In this manuscript, we focus on an anisotropic composite consisting of aligned ferromagnetic flakes embedded in a nonmagnetic matrix. There is currently a growing interest for this kind of composite in the community due to the many benefits it provides (adjustment of the absorption band as a function of both nature and flakes aspect ratio, thin composite coating). The scope of this study was deliberately relatively large in order to get an overview of issues related to these flakes composites at several scales. At first, an original study was conducted on a single flake. After preliminary work on the development of flakes and their morphological properties, static and dynamic magnetic characterizations were performed on a single flake. The permeability spectrum obtained shows three resonances. A complementary study on objects of the same size, produced by PVD and structured by FIB has, by analogy, attributed these three resonances to respectively, domains, domains wall and an embedded vortex (vortex linked with several domains walls).In a second step, the evolution of the shorted microstrip permeametry technique made possible the detailed and complete characterization of thick composites with or without a static magnetic field applied in different directions and for various pumping directions. This confirmed the origin of the different resonances despite the characteristic structural disorder of composite media.Finally, an applicative study was conducted establishing the strong link between the microstructure (porosity, particle size and orientation) and the electromagnetic properties of the composite. Taking into consideration both elaboration and performance point of views, the industrial potential of this composite has been demonstrated

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Schoenstein, Frédéric. "Elaboration et caractérisation de composites à base de couches minces ferromagnétiques pour les applications hyperfréquences." Orléans, 2003. http://www.theses.fr/2003ORLE2021.

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Les composites ferromagnétiques à base de couches minces présentent un attrait fort pour des applications hyperfréquences en microélectronique. Un nouveau type de composites à fort taux de charge a été conçu et élaboré à partir de couches minces réalisées par pulvérisation sur substrats polymères. Les propriétés radioélectriques de ces matériaux ont été étudiées en fonction de leur architecture. L'influence de la méthode d'élaboration et de la géométrie des matériaux sur la perméabilité hyperfréquence ont été mis en évidence. Les nombreuses expériences ont également montré l'importance des phénomènes de couplage magnétique et de percolation électrique entre couches voisines. L'évolution de la structure en domaine des couches minces ferromagnétiques en fonction des différents paramètres a été observée au microscope à effet Kerr. Un dispositif original permettant d'étudier l'évolution des propriétés hyperfréquences des matériaux en fonction de la température a été développé

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Alhassoun, Yasser. "Étude et mise en oeuvre de machines à aimantation induite fonctionnant à haute vitesse." Toulouse, INPT, 2005. https://hal.science/tel-04587281.

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Le mémoire de cette thèse, qui s’intéresse à l’étude et à la mise en œuvre de machines à aimantation induite à haute vitesse, s’articule autour de quatre chapitres. Le premier chapitre dresse un bilan des différents types d’interactions magnétiques exploitables au sein des actionneurs électromagnétiques. Le deuxième chapitre est consacré à la modélisation de la machine à aimantation induite par résolution analytique des équations du champ en deux dimensions. Le troisième chapitre présente les quatre prototypes de machines à réluctance variable qui mixent l’exploitation des matériaux laminés et des poudres magnétiques composites. Le quatrième chapitre traite des points fragilisants de cette machine fonctionnant à haute vitesse. Nous concluons, en insistant sur les efforts menés en terme de modélisation analytique des machines à aimantation induite en vue de leur dimensionnement et exploités au sein de cette même structure, les matériaux magnétiques composites
Actually, electromechanical machines are characterized by their low cost and reducedmaintenance. Therefore, new types of magnetic materials such as soft magnetic composites (SMC), have to be considered not only for multiple applications (small motors for automotive) for cost reduction, but also when considering other special requirements such as high speed drive (aircraft and space applications). Our report of thesis is articulated around four chapters: The first chapter show the various types of magnetic interactions used in the electromagnetic actuators. The second chapter is devoted to the modelling of the induced magnetic machines by analytical resolution of equations of the field in two dimensions. The third chapter presents the four configurations prototypes of switched reluctance machine which mix the exploitation of laminated materials and the soft magnetic powders. The fourth chapter discusses the critical conditions of this machines operating at high speed. We conclude, insisting on the efforts carried out in term of analytical modelling of the induced magnetization machines for their dimensions and exploited in this same structure, the soft magnetic composite materials. The results show the potential of soft magnetic powders when considering in particular the high frequency losses and their ability to favour the heat dissipation in this structure

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Colis, Silviu-Mihail. "Magnétisme, transport et structure des systèmes de type "spin-valve" utilisant comme couche magnétique dure un sandwich couplé antiferromagnétiquement à base d'iridium." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13103.

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La, Barrière Olivier de. "Modèles analytiques électromagnétiques bi et tri dimensionnels en vue de l'optimisation des actionneurs disques : étude théorique et expérimentale des pertes magnétiques dans les matériaux granulaires." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2010. http://www.theses.fr/2010DENS0032/document.

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Les actionneurs disques sont potentiellement une solution intéressante pour des applications de transport exigeantes, comme le véhicule hybride. Mais la conception de ces actionneurs pour de telles applications se heurte à des difficultés. Une solution réside dans l’utilisation des algorithmes d’optimisations systématique. Encore faut-il disposer, pour utiliser de tels algorithmes, de modèles souples, à la fois précis et rapides. Cette thèse se focalise sur le développement de modèles analytiques fondés sur la résolution formelle des équations de Maxwell, qui permet un bon compromis entre temps de calcul et précision, à condition d’accepter certaines hypothèses simplificatrices, comme la linéarité des matériaux magnétiques. La première partie concerne les modèles électromagnétiques bi-dimensionnels, en développant la structure disque au niveau de son rayon moyen. Pour ces modèles, une attention particulière a été portée sur la modélisation des saillances aussi bien statoriques que rotoriques. Il est montré que l’approximation du coefficient de Carter permet effectivement de déterminer le couple moyen de la machine avec précision. Néanmoins, si on veut déterminer les inductions dans le fer pour calculer les pertes magnétiques, un modèle de l’encochage statorique est nécessaire. Dans un second temps, des modèles tri-dimensionnels analytiques ont été développés, afin de calculer le flux à vide de l’actionneur en prenant en compte les effets des bords et l’effet de courbure. Il est montré que la prise en compte des effets de bords est de première importance dans la modélisation des actionneurs. Par contre, une étude sur l’effet de courbure de la machine disque montre que le développement de l’actionneur au rayon moyen, pourvu que l’on utilise un modèle 3D, n’induit qu’une erreur minime. Un second point concerne l’étude des pertes magnétiques dans les matériaux composites isotropes formés de particules de fer pur isolées les unes des autres, liées puis compressées. En effet, ces matériaux sont très prometteurs en conception de machines électriques, autorisant des parcours de flux tri-dimensionnels, et une isotropie thermique, malgré leur perméabilité magnétique relativement faible. Deux matériaux de la société suédoise Hoganas (l’un dédié aux applications de machines électriques, l’autre à l’électronique de puissance, avec des grains de taille plus faible) ont été caractérisés en termes de pertes magnétiques dans une large gamme de fréquences. Un modèle de pertes classiques a été formulé, en se basant sur des observations microscopiques des échantillons de matériaux. Grâce à l’estimation de ces pertes, une procédure de séparation des pertes magnétiques a pu être mise au point. La déduction du terme de pertes excédentaires a révélé certains mécanismes de magnétisation propres à ces matériaux granulaires, dont des grains ont un comportement magnétique à priori indépendant les uns des autres. Contrairement aux matériaux laminés qui possèdent un nombre d’objets magnétiques actifs relativement bas sur la section de la tôle en champ excédentaire nul, les courants de Foucault permettant une homogénéisation du comportement magnétique lorsque la fréquence augmente, les matériaux granulaires semblent exhiber un comportement tout autre, en présentant au moins un objet magnétique actif par grain en champ excédentaire nul. De telles constatations changent la dépendance des pertes excédentaires en fonction de la fréquence (les pertes excédentaires sont alors proportionnelles à la fréquence f, alors que nous rappelons qu’elles sont proportionnelles à f^0.5 dans la plupart des matériaux laminés). Enfin un début d’optimisation a pu être mené, en se limitant aux modèles électromagnétiques bi-dimensionnels et aux matériaux laminés classiques. Diverses études de sensibilité ont été entreprises. Ce travail se termine par une analyse de l’influence d’une contrainte de puissance apparente sur la géométrie de la machine électrique
The axial flux actuators are potentially an attractive solution for demanding automotive applications such as hybrid vehicles. However, the design of these actuators for such applications encounters some difficulties: the specifications in terms of torque and speed are complex, conflicting criteria to minimize, such as mass and losses. One solution is to use systematic optimization algorithms. To use these algorithms, flexible models are needed, both accurate and fast. This thesis focuses on developing analytical models based on the formal resolution of Maxwell's equations, which allows a good compromise between computation time and accuracy, if some simplifying assumptions such as linearity of magnetic materials are accepted. The first part concerns the electromagnetic two-dimensional models, developing the axial flux structure at its mean radius. For these models, particular attention was paid to modeling of the salience as well as the rotor stator. It is especially shown that the approximation of the Carter coefficient can effectively determine the average torque of the machine with precision. However, if we want to determine the inductions into the iron parts so as to calculate the magnetic losses, a model of stator slotting is required. In a second step, three-dimensional analytical models were developed to calculate the no-load flux in the actuator, taking into account the edges effects and the curvature effect. It is shown that taking into account the edges effects is important in the modeling of the actuators. A study on the curvature effect of the machine shows that the development of the actuator to the mean radius, provided 3D models are used, is not so wrong. A second point concerns the study of magnetic losses in isotropic composite materials, composed of particles of pure iron insulated from each other, put in a binder, and then compressed. Indeed, these materials are very promising in electric machine design, allowing three-dimensional magnetic flux paths and a thermal isotropy, despite their relatively low magnetic permeability. Two materials of the Swedish company Hoganas (one dedicated to electric machines, the other to power electronics, with grains of smaller size) were characterized in terms of magnetic losses in a wide frequency range . A classical loss model was formulated, based on microscopic observations of samples of materials. With this estimate of the classical losses component, the procedure of loss separation can be carried out. The calculation of the excess loss component revealed some specific magnetization mechanisms in these granular materials, in which grains are independent of each other. Unlike laminated materials that have a number of active magnetic objects relatively low on their section at zero field, (eddy currents allow homogenization of the magnetic behavior when the frequency increases), the granular materials appear to exhibit a totally different behavior, with at least one active magnetic object at zero excess field. This changes the dependence of excess losses as a function of frequency (the excess losses are then proportional to the frequency f, while we remember that they are proportional to f ^ 0.5 in most laminated materials). Finally a pre-optimization has been carried out, with just two-dimensional electromagnetic models, and conventional laminated materials. Various studies, as the control law, or the residual induction of the magnets, have been done. This work finishes with an analysis of the influence of a power constraint on the geometry of the electrical machine

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Niamien, Manouan Aka Constant. "Antennes miniatures VHF/UHF à base de matériaux magnéto-diélectriques : théorie, conception et expérimentation." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S146.

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Cette thèse s'inscrit dans la thématique du projet NAOMI initié par l'ANR (Agence Nationale de la Recherche) dans le cadre du programme Télécom. Ce travail présente trois axes majeurs: Le premier axe présente les potentialités de miniaturisation des matériaux composites magnéto-diélectriques et leur influence sur les performances des antennes imprimées (facteur de qualité (Q), bande passante (BP), et efficacité de rayonnement (η), etc. ) sont étudiées théoriquement, numériquement et expérimentalement. Dans le second axe, de nouvelles architectures d'antennes ultra-miniatures à base de matériaux magnéto-diélectriques sont développées et fabriquées pour la réception de la TV en mobilité (DVB-H/DVB-T) dans la bande (470 à 862MHz). Le troisième axe propose une nouvelle approche de modélisation des antennes en réception. Cette approche, prédisant rigoureusement aussi bien la puissance captée (absorbée) que celle diffusée (re-rayonnée), est validée numériquement par des logiciels professionnels de simulations électromagnétiques
This thesis is a contribution to the NAOMI project led by the National Research Agency (ANR) through the telecom scheme. This work deals with three major parts : in the first part the possibilities offered by magneto-dielectric materials in antenna miniaturization, as well as their impact on printed antennas performances (Q factor, bandwidth, radiation efficiency etc. ) are investigated theoretically, numerically and experimentally. In the second part, some new architecture of ultra-miniature antennas using magneto-dielectric materials are designed, fabricated and measured for mobile TV reception in the DVB-H/DVB-T band (470-862MHz). The third part gives a new approach for modelling receiving antennas to evaluate accurately both the absorbed (received) power and the scattered (re-radiated) power. Based on this approach, a new equivalent circuit for receiving antennas is proposed which is validated by electromagnetic simulations

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Chevalier, Alexis. "ETUDE EXPERIMENTALE, ELABORATION ET MODELISATION DE MATERIAUX COMPOSITES A BASE DE POUDRES MAGNETIQUES DOUCES." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00484041.

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Les procédés de dépôts en couche épaisses, que l'on retrouve dans la mise en oeuvre des systèmes de communications et de détections, sont à l'origine de l'intérêt croissant pour les matériaux magnétiques composites. Ces matériaux sont obtenus par mélange, en proportions variables, d'une ou plusieurs poudres magnétiques choisies en fonction de leurs propriétés originales et de poudres non magnétiques. Ce travail est une étude fondamentale des propriétés magnétiques des matériaux composites, et a pour but la modélisation de leur susceptibilité magnétique en champ faible. Le modèle que nous proposons pour décrire les propriétés magnétiques de ces matériaux composites est issu, comme la majorité des lois de mélanges, d'une théorie de champ moyen. L'intérêt de ce modèle est de présenter une forme analytique compacte qui ne fait intervenir qu'un nombre restreint de paramètres dont le sens physique a été défini dans cette étude. Le premier paramètre est la susceptibilité intrinsèque Xi, liée aux propriétés magnétiques des constituants du mélange. L'étude expérimentale, menée sur des composites à base de poudre de ferrites, a permis de montrer que l'aimantation de ces matériaux composites se fait principalement par rotation des moments ce qui nous a conduit à identifier Xi à la susceptibilité rotationnelle de la poudre magnétique utilisée. Le second paramètre intervenant dans notre modèle est le coefficient effectif de forme N, lié au caractère dispersé de la matière. Il tient compte de manière globale de l'ensemble des interactions qui dépendent à la fois de la forme des particules et de leurs arrangements sous forme d'agrégats. L'aptitude du modèle à prédire les comportements de la susceptibilité magnétique des matériaux composites a été vérifiée de façon expérimentale du domaine statique jusqu'aux hyperfréquences.

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Tardieu, Simon. "Fils conducteurs composites (microfils d'argent - cuivre) pour application en champs magnétiques intenses." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30186.

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Le LNCMI-Toulouse produit les champs magnétiques non-destructifs pulsés parmi les plus puissants du monde (98,8 T). Les fils conducteurs utilisés dans les bobines qui génèrent ces champs magnétiques nécessitent une contrainte à la rupture élevée afin de résister aux forces de Lorentz. De plus, pour obtenir une durée d'impulsion la plus longue possible, ces conducteurs doivent avoir une résistivité électrique la plus proche possible de celle du Cu pur. Le LNCMI et le CIRIMAT explorent la conception et la préparation de fils nano-composites à matrice Cu par une combinaison de métallurgie des poudres, de frittage SPS et de tréfilage. Les poudres composites à faibles teneurs en Ag (< 10 % vol. Ag) sont préparées en dispersant des microfils d'Ag (diamètre 200 nm, longueur 30 µm) synthétisés au CIRIMAT dans une poudre commerciale de Cu sphérique (diamètre 0,5-1 µm). Les poudres ainsi obtenues sont consolidées par SPS sous forme de barreaux. Ceux-ci sont étirés sans rupture, jusqu'à l'obtention de fils fins (diamètre 1 - 0,2 mm) dont la microstructure est sous la forme de grains ultrafins de Cu (200 - 400 nm) allongés sur plusieurs micromètres dans le sens de l'étirage. Les microfils d'Ag sont dispersés le long des joints de grains du Cu. La mesure de la résistivité électrique et de la contrainte à la rupture des fils (à 293 K et 77 K) a permis de déterminer que les fils contenants seulement 1 % vol. Ag présentent le meilleur compromis contrainte à la rupture / résistivité (1100 MPa / 0,49 µÔmega.cm à 77 K). La formation d'un alliage Cu/Ag lors du frittage SPS a pour conséquence une augmentation notable de la résistivité électrique des fils et doit donc être évitée. Une matrice de Cu avec une distribution bimodale de la taille des grains permet de réduire la résistivité électrique tout en conservant une haute contrainte à la rupture (1080 MPa / 0,45 µÔmega.cm à 77 K). Les fils nano-composites Ag-Cu présentent une contrainte à la rupture équivalente à celle des fils d'alliage Cu/Ag contenant environ 20 fois plus d'Ag élaborés par fusion et solidification, mais présentent une résistivité électrique environ 1,5 fois plus faible
LNCMI-Toulouse produces some of the most intense non-destructive pulsed magnetic fields in the world (98.8 T). The wires used in coils which generate these magnetic fields require high ultimate tensile strength (UTS) in order to resist the Lorentz forces. Moreover, to obtain the longest possible pulse duration, these wires must have an electrical resistivity closest to that of pure Cu. LNCMI and CIRIMAT explore the design and preparation of Cu-based nanocomposite wires obtained by a combination of powder metallurgy, Spark Plasma Sintering (SPS) and wire-drawing. Composite powders with low Ag contents (< 10 % vol. Ag) are prepared by dispersing Ag microwires (diameter 200 nm, length 30 µm) synthesized at CIRIMAT in a commercial spherical Cu powder (diameter 0.5-1 µm). The so-obtained composite powders are consolidated by SPS in the form of cylinders. These cylinders are drawn, without breaking, in the form of fine wires (1 - 0.2 mm). The microstructure of the wires is made up of Cu ultrafine grains (200 - 400 nm) elongated over several micrometers in the drawing direction. Ag microwires are dispersed along the grain boundaries of Cu. The measurement of the electrical resistivity and the UTS of the wires (at 293 K and 77 K) shows that the wires containing only 1 vol. % Ag present the best compromise between high UTS and low electrical resistivity (1100 MPa / 0.49 µÔmega.cm at 77 K). The formation of Cu/Ag alloys during the SPS cycle significantly increases the resistivity of the wires and thus must be avoided. A Cu matrix with a bimodal grain size distribution makes it possible to reduce the electrical resistivity of the wires while keeping high UTS (1080 MPa / 0.45 µÔmega.cm at 77 K). Ag-Cu nanocomposite wires present high UTS, equivalent to that of Cu/Ag alloy wires containing about 20 times more Ag produced by melting and solidification, but their electrical resistivity is about 1.5 times lower

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Nong, Thi Thanh Huyen. "Electric control of magnetic behavior in artificial multiferroic composites." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCD070.

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Les matériaux multiferroïques présentent plusieurs ordres ferroïques, i.e. ferromagnétiques, ferroélectriques et/ou ferroélastiques. Le couplage entre ses ordres ferroïques permet de contrôler les propriétés magnétiques en appliquant un champ électrique et vice versa. Aﬁn d’utiliser leur multifonctionnalités dans des nouvelles applications, ce couplage doit être eﬃcace à température ambiante. Cette thèse étudie les systèmes couplant artiﬁciellement ensemble une phase ferromagnétique / magnétostrictive à une phase ferroélectrique / piézoélectrique. Le couplage entre ces deux phases est appelée magnétoélectrique (ME). Le premier chapitre décrit l’état de l’art de ce couplage ME dans différentes structures composites multiferroïques. Tandis que les techniques de caractérisation et les outils de simulation micromagnétiques utilisées sont présentées dans le deuxième chapitre. Dans le troisième chapitre, une hétéro-structure type ﬁlm magnétostrictif/substrat ﬂexible/actuateur piézoélectrique (FeCuNbSiB/Kapton/PE) a été étudiée. Les domaines magnétiques du FeCuNbSiB ainsi que leur orientation sont contrôlées en appliquant un champ électrique et étudiées par microscopie locale (MFM). Le quatrième chapitre étudie un composite incluant des nanoparticules magnétostrictives dans une matrice piézoélectrique ﬂexible (polymère PVDF). L’eﬀet des inclusions (nanoparticules) sur la réponse piézoélectrique locale du PVDF est étudiée par microscopie de piézoréponse (PFM). Symétriquement, l’inﬂuence de la matrice piézoélectrique sur les propriétés magnétiques des nanoparticules est analysée. Dans le dernier chapitre, l’optimisation des propriétés magnétiques statiques d’un ensemble de nanoparticules anisotropes (nanoﬁls de cobalt) est étudiées sous l’inﬂuence de leur structure, de leur forme et de leurs interactions. Cette étude expérimentale est corroborée par les simulations et vise des nouveaux composites incluant ces nanoparticules anisotropes dans une matrice piézoélectrique ﬂexible
Multiferroic materials present several ferroic orders, i.e. ferromagnetic, ferroelectric and/or ferroelastic. The coupling between these ferroic orders allow the control of the magnetic properties by applying an electric ﬁeld and vice versa. In order to use their multifunctionality in new applications, this coupling must be eﬃcient at room temperature. This thesis concentrates on materials artiﬁcially coupling together a ferromagnetic/ magnetostrictive phase with a ferroelectric/piezoelectric one. The coupling between these two phases is called magnetoelectric (ME). The ﬁrst chapter describes the state of the art of this ME coupling for diﬀerent multiferroic composite structures. Characterization techniques and micromagnetic simulation tools are presented in the second chapter. In the third chapter, a hetero-structure given by a magnetostrictive ﬁlm/ﬂexible substrate/piezoelectric actuator (FeCuNbSiB/Kapton/PE) is studied. The magnetic domains of FeCuNbSiB as well as their orientation are controlled by applying an electric ﬁeld and studied by local microscopy (MFM). The fourth chapter focuses on a nanocomposite material including magnetostrictive nanoparticles in a ﬂexible piezoelectric matrix (PVDF polymer). The eﬀect of these inclusions (nanoparticles) on the local piezoelectric response of the PVDF is studied by piezoeponse microscopy (PFM). Symmetrically, the inﬂuence of the piezoelectric matrix on the static magnetic properties of the nanoparticles is analyzed. In the last chapter, the optimization of the magnetic properties of a set of anisotropic nanoparticles (cobalt nanowires) is studied as fonction of their structure, shape and mutual interactions. This experimental study is corroborated by simulations and targets new composites ME materials including the anisotropic nanoparticles in a ﬂexible piezoelectric matrix

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Delma, Ouendpouire Jude. "Étude des matériaux magnétiques composites à particules lamellaires - application à la conception des machines à flux transverse Clawpole à Stator Hybride." Thesis, Université Laval, 2009. http://www.theses.ulaval.ca/2009/26424/26424.pdf.

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Chausson, Sophie. "Synthèse et utilisation de matériaux hybrides lamellaires pour l'élaboration et la caractérisation de nanocomposites polymères." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2047.

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L’objectif de la thèse est d’élaborer des matériaux hybrides organiques-inorganiques lamellaires originaux et de les disperser dans une matrice polymère afin d’obtenir des nanocomposites. La mise en œuvre des nanocomposites s’est faite à chaque fois dans deux types de matrices, le polyéthylène (PE) et le polyamide-12 (PA-12). Deux types d’hybrides lamellaires y ont été dispersés. Le premier est l’oxyde lamellaire KTiNbO5, modifié chimiquement par intercalation d’alkylamines de différentes longueurs de chaîne carbonée pour améliorer sa compatibilité avec les différentes matrices polymères. La dispersion de ces matériaux hybrides a permis d’améliorer plusieurs propriétés des matrices hôtes comme la stabilité thermique, la résistance mécanique et la résistance au feu. La deuxième famille de matériaux élaborés est celle des phosphonates de cuivre lamellaires porteurs de chaînes alkyles de différentes longueurs. L’objectif de cette étude est de préparer un matériau hybride avec un métal de transition en vue de son incorporation dans le polymère. Une étude structurale approfondie de la série homologue a mis en évidence deux types de composés : hydratés pour les chaînes alkyles courtes (nombre de carbone ≤10) et déshydratés pour les chaînes carbonée n≥10. Ces deux types structuraux ont montré des comportements magnétiques différents. Enfin, l’incorporation de ces charges dans les matrices polyéthylène et polyamide-12 a révélé que la nature covalente de la liaison chimique entre la partie organique et le feuillet inorganique ne permet pas d’obtenir un état d’exfoliation suffisant pour bénéficier de l’effet ‘nano’ sur les propriétés physiques
The aim of this work is to elaborate original lamellar hybrid materials and disperse them in a polymer matrix to obtain nanocomposites. They have been prepared using two different matrixes, one apolar (polyethylene) and one polar (polyamide-12). The two lamellar hybrid systems have been dispersed in these matrixes and studied as part of the hybrid nature. The first one, the lamellar oxide KTiNbO5, has been chemically modified with alkylamines having different carbon chain lengths in order to be compatible with the different polymer matrixes. The dispersion of such materials has allowed improving several properties like thermal stability, mechanical resistance and fire resistance. The second family studied is the copper alkylphosphonate one. They have been prepared with different alkyl chain lengths. The aim of this study is to prepare a hybrid material with a transition metal and to disperse it in the polymer matrixes. A deep structural study of the homologue series has revealed two types of compounds: hydrated for the short alkyl chains (number of carbon atoms≤10) and dehydrated for the alkyl chains with n≥10. These two structural types have shown different magnetic behaviours. Finally, the incorporation of these fillers in polyethylene and polyamide-12 has revealed that the chemical nature of the bond which links the organic part to the inorganic one of the hybrid does not allow obtaining an efficient exfoliation mechanism

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Garnero, Cyril. "Synthèse organométallique de nanoparticules de FeCo pour l'intégration sur inductance." Thesis, Toulouse, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAT0032/document.

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Le développement rapide des télécommunications soulève de nombreux challenges pour l’amélioration des performances des composants électroniques. Parmi eux, les filtres à mode commun sont particulièrement importants pour la téléphonie. Ils permettent d’éliminer le bruit parasite des signaux électriques et doivent présenter des propriétés optimisées jusqu’aux hautes fréquences (GHz). Ces propriétés dépendent des inductances qui les composent et peuvent donc être significativement augmentées par l’addition d’une couche magnétique douce. Le matériau choisit doit être isolant, posséder une forte perméabilité magnétique et une fréquence de résonnance ferromagnétique la plus élevée possible. Dans le cadre du projet d’Investissement d’Avenir TOURS 2015 porté par STMicroelectronics, nous avons développé des matériaux composites à base de nanoparticules (NPs) de FeCo. Nous avons développé une synthèse basée sur la co-décomposition d’amidures de Fe et de Co [Fe(N(Si(CH3)3)2)2]2 et de Co(N(Si(CH3)3)2)2,THF). L’ajustement des paramètres de synthèse permet le contrôle de la taille (1 à 80 nm), de la forme (sphères, cubes, octaèdres) et de la composition (50< Fe %<70) des nanoparticules obtenues. Ces NPs de FeCo sont cristallines, de structure cubique centrée, et possèdent des aimantations à saturation proche de l’alliage massif, et ce, sans nécessiter de traitement thermique post-synthèse. Une étude approfondie combinant EELS, spectroscopie Mössbauer, RMN du 59Co en champ nul et DRX en condition anomale, a révélé que la phase ordonnée B2 de l’alliage FeCo, pouvait même être stabilisée au sein des nanoparticules dans certaines conditions de synthèse. Ce résultat est unique pour des nanoparticules obtenues par voie chimique. Afin d’augmenter significativement les propriétés des inductances une structure sandwich a été préparée : l’inductance repose sur un substrat de silicium poreux chargé de NPS de FeCo, et un composite époxy/NPs FeCo la recouvre. Deux matériaux composites à base de nanoparticules de FeCo ont été développés : - Une solution colloïdale a été utilisée pour imprégner du silicium mésoporeux (pores de 25-30 nm de diamètres), avec un taux de remplissage de 10,1 gFeCo.m-2 sur 18 μm de profondeur. - Des pastilles de résine époxy chargée en NPs avec une fraction massique de 30 % ont été préparées pour la partie supérieure de l’inductance. Des analyses MEB et MET confirment la bonne dispersion des NPs dans le polymère. Après report sur des inductances planaires, une augmentation d’impédance de 17 % a été obtenue. Enfin, au cours de ce projet, une structure originale d’octopodes de FeCo a été obtenue. Leur structure 3D, caractérisée par tomographie électronique, conduit à des configurations magnétiques inédites, étudiées par holographie électronique
The continuous development of telecommunication requires permanent enhancement of electronic component performances. Among them, common mode filters play a key role to cancel perturbations and thus noise in electrical transmissions. For telephony purposes, these filters must exhibit optimized properties up to high frequency ranges (GHz). These properties depend strongly on the constitutive inductors, and therefore can be significantly enhanced by the addition of a soft magnetic layer, providing that the magnetic material chosen is insulating with a high magnetic permeability and a ferromagnetic resonance frequency above the GHz.In the framework of the project “Investissement d’Avenir TOURS 2015” initiated by STMicroelectronics, we prepared composite materials loaded with FeCo nanoparticles (NPs). We developed a new chemical synthesis of FeCo NPs based on the decomposition of organometallic precursors ([Fe(N(Si(CH3)3)2)2]2 and Co(N(Si(CH3)3)2)2,THF). NP’s size (1 to 80 nm), shape (sphere, cube, and octahedron) and composition (50< Fe %< 70) can be tuned by adjusting the reaction conditions. Without requiring any annealing treatment, these FeCo NPs are highly crystalline in the body centered cubic structure and exhibit magnetic properties close to the bulk ones. A careful study, combining EELS, Mössbauer spectoscopy, zero field 59Co NMR and XRD with anomalous dispersion effect, evidenced the stabilization of the chemically ordered FeCo B2 structure under specific reaction conditions. This is the first time that such ordered structure is reported in chemically synthesized nanoparticles.In order to significantly enhance the inductors properties, a sandwich structure has been designed where the inductors are integrated on a mesoporous silicium substrate filled with FeCo NPs while an epoxy resin/FeCo Nps composite materials is deposited on top. In this aim, two FeCo nanoparticles based composite materials has been developed: - mesoporous silicium substrate exhibiting a loading of 10.1 gFeCo.m-2 were obtained through colloidal solution impregnation. The nanoparticles filled the 25-30 nm pores all along their 18 μm depth. - epoxy resin filled with nanoparticles (30% in mass) were prepared. SEM and TEM analysis confirmed that the nanoparticles are well dispersed in the polymer. After integration onto planar inductors, an increase of 17 % of the inductance value has been observed.During this project, exotic shape NPs such as FeCo octapods could be obtained. Their 3D structure, characterized by electron tomography leads to exotic magnetic configurations which were studied by electron holography

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Garrido, Pacheco Mariano. "Electromagnetic processing of molten light alloys reinforced by micro/nanoparticles." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI010/document.

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L'amélioration des propriétés mécaniques des métaux et des alliages purs peut être obtenue par l'introduction de particules de céramique dispersées de manière appropriée dans le matériau. Ces particules peuvent agir comme sites de germination améliorant la réduction de la taille des cristallites (grains). La dispersion de ces matières nucléantes présente des défis du fait de leur tendance à la sédimentation et à l'agglomération. Des particules de taille nanométrique peuvent également améliorer les propriétés mécaniques par plusieurs mécanismes de renforcement du type Orowan ou aux joints de grains. L'utilisation de l'agitation électromagnétique est un moyen de disperser des particules et de produire des changements dans la microstructure du matériau. L'agitation électromagnétique induite peut augmenter le nombre de sites de nucléation disponibles lors de la solidification en rompant les bras des dendrites nouvellement formées au niveau du front de solidification. Le champ de température dans le matériau fondu peut également être homogénéisé par son action. Le faible gradient de température produit dans le métal liquide peut favoriser la croissance des dendrites équiaxes. Dans cette étude, un four de type Bridgman a été utilisé pour produire des matériaux contenant des raffineurs de grains et des particules de renforcement. Le four a été équipé d'un électro-aimant de Bitter capable de produire un champ magnétique glissant (CMG). Grâce à l'agitation électromagnétique, l’écoulement induit disperse les particules et produit des changements effectifs dans la microstructure des matériaux étudiés. Les expériences ont été confrontées par des simulations numériques réalisées par l'Université de Greenwich et le laboratoire SIMaP. Les expériences effectuées en dispersant les microparticules de SiC dans la matrice de magnésium pur montrent que la distribution des particules dans le matériau est fortement régie par l'orientation verticale du champ magnétique appliqué (vers le haut ou vers le bas). Les résultats de la simulation numérique et des expériences sur la dispersion des particules sont en accord. L’agitation électromagnétique promeut un affinage des grains dans le cas de l’aluminum pur. Une tendance contraire est observée sur les alliages. Le CMG est utilisé pour disperser les particules de taille nanométrique et micrométrique. La dispersion des particules micrométriques utilisées dans les alliages de magnésium et d’aluminium n’ont d’influence ni sur l’affinage des grains ni sur le renforcement mécanique. Cependant, les expériences avec des nanoparticules ont montré une amélioration de la résistance au fluage
Improvement in mechanical properties of pure metals and alloys can be achieved by the introduction of ceramic particles appropriately dispersed within the material. These particles can act as nucleation sites enhancing the reduction of the crystallite (grain) size. The dispersion of these nucleant materials presents challenges due to their tendency to sediment and to agglomerate. Particles of nanometric size can also produce the improvement of mechanical properties by several reinforcement mechanisms such as Orowan or grain boundary strengthening. The use of electromagnetic stirring can provide a method to disperse particles and produce changes in the microstructure of the material. The induced stirring can increase the number of nucleation points available during solidification breaking the arms of the new formed dendrites at the solidification front. The temperature field in the molten material can be also homogenized by the action of the electromagnetic stirring. The small temperature gradient produced in the liquid metal can promote the growing of equiaxed dendrites. In this study a Bridgman type furnace has been used to produce materials containing grain refiners and reinforcement particles. The furnace has been equipped with a Bitter coil electromagnet capable to produce a travelling magnetic field (TMF). The electromagnetic stirring provides an induced flow which is used to disperse the particles and produced measurable changes in the microstructure of the materials studied. The experiments carried out were supported with numerical simulations performed by University of Greenwich and Simap laboratory. Experiments performed dispersing SiC microparticles into pure magnesium matrix showed that particle concentration patterns in the material are strongly governed by the vertical orientation of the magnetic field applied (upwards vs downwards). The observed patterns of dispersion obtained from the experiments presented a good agreement with the patterns predicted by the numerical simulation. The effects of the electromagnetic stirring in the grain refining of pure aluminium showed positive results whereas the alloys subjected to stirring presented grain growth. The TMF was used to disperse particles of micrometric and nanometric size. The dispersion of microparticles in magnesium and aluminium alloys did not produce improvements in either grain refinement or mechanical properties. However, the experiments performed dispersing nanoparticles in magnesium alloy showed the improvement of creep resistance

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Ren, Xiaotao. "Modélisation semi-analytique des pertes par courants de Foucault dans les matériaux composites." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS159/document.

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L'emploi de matériaux composites dans le domaine du Génie Electrique est actuellement un sujet de recherche en plein essor, notamment pour des considérations d’économie d'énergie. Les composites magnétiques doux (SMC - Soft Magnetic Composites) intègrent les propriétés de leurs différents constituants. Ils sont conçus pour présenter une perméabilité élevée et avoir une faible densité de pertes par courants de Foucault (EC - Eddy Current) par comparaison aux structures plus classiques comme l'acier laminé. Néanmoins, la détermination des propriétés électromagnétiques des SMC n’est pas aisée. Une approche classique est d’appliquer les outils numériques tels que la méthode des éléments finis (FEM - Finite Element Method) pour obtenir une description complète du SMC. Cependant, la microstructure doit être finement maillée, ce qui représente un fardeau numérique significatif et des instabilités dans l'approche par FEM. Pour surmonter cette restriction, les méthodes d'homogénéisation semi-analytiques sont appliquées. Ce travail consiste d'abord à développer un modèle de perméabilité complexe pour SMC. La perméabilité magnétique et les pertes EC sont intégrées respectivement comme les parties réelle et imaginaire de la perméabilité complexe. La perméabilité magnétique effective macroscopique peut s’obtenir par des estimations classiques en homogénéisation. Une détermination correcte de la perméabilité effective, i.e. la partie réelle de la perméabilité complexe, est cruciale pour une estimation précise de pertes EC. Les formules de pertes EC sont dérivées pour des SMC à microstructure périodique dans les cas 2D et 3D. En outre, différentes approches s’appuyant sur différentes moyennes du champ magnétique permettent d’obtenir des limites inférieures et supérieures pour l’estimation des pertes EC dans les SMC. La perméabilité complexe ainsi obtenue est ensuite appliquée à une structure de transformateur. Le champ magnétique et la répartition des pertes EC peuvent être obtenus sur le transformateur équivalent (homogénéisé). Les résultats sont comparés aux calculs en champ complet du transformateur hétérogène. Un bon accord est observé. Enfin, on étudie l'effet des contraintes mécaniques sur la perméabilité magnétique et les pertes EC des SMC, ce qui conduit à une formule couplée de la densité de pertes EC en fonction de la contrainte macroscopique et du champ magnétique
Composite materials have been widely used in Electrical Engineering, and they have stimulated a growing number of scientific research, especially when it comes to energy savings. Soft Magnetic Composites (SMC) incorporate the attributes of different constituents. They can be designed to exhibit high permeability and to dissipate low Eddy Current (EC) losses compared to more conventional structures such as laminated steel. Nevertheless, electromagnetic properties of SMC are not easily determined. Numerical tools such as finite element method (FEM) are usually employed to provide a full-field description of SMC. As the microstructure has to be finely meshed, it brings significant numerical burden and instabilities. To overcome this restriction, semi-analytical homogenization methods are adapted and applied here. They consist in developing a complex permeability model. In the complex permeability model for SMC, the static magnetic permeability and EC losses are integrated respectively as the real and imaginary part of the complex permeability. Classical estimates are applied to determine the macroscopic effective magnetic permeability. A correct determination of the effective permeability, i.e. the real part of the complex permeability, is crucial for the estimate of EC losses. EC losses formulas are derived for SMC with periodic microstructure in 2D and 3D cases. Furthermore, different approaches of field averaging are employed to obtain lower and upper bounds on the EC losses in SMC. The complex permeability model is then applied to analyze a transformer structure. The magnetic field and EC losses distribution can be obtained on the equivalent homogenized transformer. The results are compared to the full-field calculations on the heterogeneous transformer. A good consistency is observed. Finally, the effect of mechanical stress on the magnetic permeability and loss property of SMC is studied, which leads to a coupled formula of EC loss density as a function of macroscopic stress and magnetic field

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Abdelli, Wassim. "Modélisation du rayonnement électromagnétique de boîtiers de blindage par sources équivalentes : application aux matériaux composites." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112093.

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La modélisation de matériaux composites est un domaine d’étude qui bénéficie d’un intérêt croissant. En effet, la vulgarisation de l’utilisation de tels matériaux nécessite le développement de nouveaux modèles afin de mieux comprendre leur comportement. L’industrie automobile et aéronautique s’efforce d’optimiser le choix des matériaux en fonction des spécificités de chaque application, afin de réduire la masse des équipements et de leur assurer de meilleurs caractéristiques mécaniques et thermiques. Les matériaux composites se sont aussi présentés comme une éventuelle alternative au métal pour le rôle de blindage électromagnétique. Leur généralisation dans cette optique se heurte néanmoins à une relative méconnaissance de leur comportement électromagnétique. A cet effet, il est nécessaire de disposer de méthodologies permettant d'évaluer l'efficacité de blindage de boîtiers en matériaux composites et de cerner les différents mécanismes et paramètres correspondants.Par ailleurs, le déploiement de ces matériaux alternatifs à plus grande échelle est freiné par d'autres contraintes liées essentiellement à la difficulté de l'analyse électromagnétiques 3D complète de systèmes complexes abritant des boîtiers en matériaux composites. En effet, la complexité topologique de certains composants complique considérablement leur insertion dans les outils de simulation électromagnétique existants. De plus, le rapport d'échelle entre les différents niveaux (système, boîtiers composites, cartes, circuits, composants) est trop important ; cette disparité d'échelle complexifie considérablement la discrétisation géométrique de l'ensemble. L'association de ces différentes contraintes conduisent à des difficultés réelles aux quelles les ingénieurs CEM sont confrontés. C'est pourquoi il est nécessaire de développer des modèles performants permettant de faciliter l'analyse 3D du système hôte complet. Ce travail de thèse s'est donc réparti sur deux volets :- dans un premier temps, nous présentons une méthodologie de calcul de l'efficacité de blindage des boîtiers en matériaux composites, afin d'évaluer la potentialité de ces matériaux en termes de blindage électromagnétique et de cerner les principaux facteurs qui y contribuent.- dans un second temps et dans l'objectif de fournir une approche permettant de mettre les systèmes électroniques complexes intégrant des boîtiers de blindage composites en conformité avec les exigences strictes de CEM, nous proposons une méthodologie de modélisation des rayonnements électromagnétiques. Cette modélisation (à base d’algorithmes génétiques) permet de remplacer les dispositifs ou les boîtiers rayonnants (composites notamment) par un ensemble de dipôles élémentaires. Le modèle équivalent, de type "boîte noire", est ainsi représentatif de l’ensemble de la structure en termes de rayonnement électromagnétique en hautes fréquences et est facilement intégrable dans le maillage de structures hôtes. Ce modèle multipolaire fournit des prédictions spatiales et fréquentielles du champ électrique et magnétique permettant entre autres de calculer l'efficacité de blindage du boîtier dans l'espace, donnant ainsi un moyen de quantifier son impact perturbateur sur son environnement. D'autre part, cette approche permet de simplifier l'analyse 3D d'un système complet abritant des boîtiers composites en contrôlant le comportement EM à tous les niveaux : système, boîtiers, cartes, circuits et composants
The modeling of composite materials is a domain of study which benefits of increasingly interest. Indeed, the popularization of the use of such materials requires the development of new models in order to better understand their behavior. The automotive and aerospace industry strives to optimize material selection based on the specificities of each application in order to reduce the weight of the equipment and to provide better mechanical and thermal characteristics. Composite materials have been also presented as a potential alternative to metals for the role of electromagnetic shielding. Their generalization in this context is nevertheless hampered by a relative lack of knowledge of their electromagnetic behavior. For this purpose, it is necessary to have methodologies to evaluate the shielding effectiveness of composite enclosures and identify the different corresponding mechanisms and parameters.Moreover, the deployment of these alternative materials on a larger scale is hindered by other constraints related mainly to the difficulty of complete 3D analysis of complex systems including composite enclosures. In fact, the topological complexity of certain components greatly complicates their integration into existing electromagnetic simulation tools. Moreover, the scale ratio between the different levels (system, composite enclosures, electronic card, circuit, component) is too large ; This disparity of scale complexifies considerably the geometrical discretization of the entire system. The combination of these different constraints leads to real difficulties to which EMC engineers face. That is why it is necessary to develop efficient models to facilitate the 3D analysis of the complete host system.This work is therefore divided in two sections :- In a first time, we present a methodology to calculate shielding effectiveness of composite enclosures of electronic equipment. The goal is to evaluate the potential of these materials in terms of electromagnetic shielding and to identify the main contributing factors.- In a second time, and in order to ensure compliance of complex electronic systems incorporating composite shielding enclosures with the stringent requirements of EMC, we propose a modeling methodology of electronic devices radiation. This modeling (based on genetic algorithms) allows to replace the radiating devices and enclosures (especially composites) by a set of elementary dipoles. The equivalent model, "black box" type, is thus representative of the entire structure in terms of high frequency electromagnetic radiation and is easily integrable in the mesh of host structures. This multipolar model provides spatial and frequency predictions of the electric and magnetic field, enabling among others to calculate the shielding effectiveness of the radiating enclosure in space, thereby giving a way to quantify its disruptive impact on its environment. Moreover, this approach allow to simplify the 3D analysis of a complete system comprising composite enclosures by controlling the EM behavior at all levels: system, enclosures, cards, circuits and components

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Ben, ghzaiel Tayssir. "Synthèse, caractérisation et étude des propriétés magnétiques et diélectriques de nanocomposites Polyaniline/hexaferrite pour l'absorption des micro-ondes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN003/document.

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Ces travaux de thèse consistent à élaborer des nanocomposites Polyaniline/hexaferrite pour l’absorption des micro-ondes. L’idée principale est la mise en œuvre de matériaux composites à base de polymères conducteurs intrinsèques telle la Polyaniline que nous avons dopée avec différents types d’acides (HCl, CSA, NSA et TSA…) et l’hexaferrite de baryum de type magnétoplombite (M) stœchiométrique ou substitué. Au niveau de l’hexaferrite de baryum, la substitution du Fe3+ s’est faite par les ions Al3+, Bi3+, Cr3+ et Mn3+.L’hexaferrite de baryum et les hexaferrites substitués par les différents ions cités ci-dessus ont été synthétisés par voie hydrothermale dynamique en faisant varier divers paramètres au cours de la synthèse (pH, température, temps, rapport [OH-]/[NO3-]…).L’élaboration des composites Polyaniline/hexaferrite (pur ou substitués) a été effectuée par polymérisation oxydative en utilisant plusieurs techniques de synthèse : la polymérisation chimique en solution (en tenant compte de la nature de l’acide utilisé) avec ou sans agitation (Aqueous-Based Polymerization with or without stirring) et la polymérisation oxydative par voie solide (Solid-Based Polymerization). L’optimisation de ces différentes techniques de synthèse après caractérisations physicochimiques (DRX, FTIR, ATG, MEB, EDX), diélectriques (ε’, ε’’, σdc) et magnétiques (Mr, Ms, Hc, Tc, µ’, µ’’) des échantillons, a montré que la polymérisation par voie solide se trouve la méthode la plus facile, économique et respectueuse de l’environnement. Elle est aussi adaptée à la production du composite Pani/BaFe12O19 avec de bonnes propriétés structurales, physiques et magnétiques. L’étude de la substitution du Fe3+ dans le BaFe12O19 par Al3+, Bi3+, Cr3+ et Mn3+ a montré une forte dépendance des propriétés structurales et magnétiques avec la distribution de ces ions dans la maille cristalline hexagonale. En effet, les ions Al3+, Cr3+ et Mn3+ ont une tendance à occuper les sites tétraédriques, alors que le Bi3+ occupe les sites octaédriques. Une augmentation de Hc associée à la taille des cristallites a été observée pour les particules substituées avec l'Al et le Cr alors qu’une modification de l'anisotropie magnetocristalline (fort terme d'ordre supérieur) a été mise en évidence pour les substitutions Bi et Mn, dû à leur grand rayon ionique. L’incorporation des hexaferrites substitués dans la Polyaniline pour obtenir des composites Pani/BaMeFe11O19, où Me = Al, Bi, Cr et Mn, révèle une variation des propriétés électromagnétiques dans la gamme de fréquences allant de 1 à 18 GHz. En effet, ces variations sont dues à la formation de dipôles entre l’ion de substitution et les cations O2- dans le ferrite qui sont responsables de la résonance ferromagnétique, de l'anisotropie magnétocristalline et des interactions avec la matrice polymérique. Le composite Pani/BaFe12O19 présente des absorptions dans la bande X qui se déplacent vers la bande Ku avec la substitution du fer confirmant
This thesis deals with the formulation of Polyaniline/hexaferrite nanocomposite for absorbing electromagnetic waves. The main idea is the process of composite materials based on polymers intrinsic conductors such as polyaniline that we doped with different types of acids (HCl, CSA, NSA, and ... TSA) and barium hexaferrite with magnetoplumbite structure with or without substitution according to desired stoichiometries. In the barium hexaferrite, the substitution of Fe 3+ is made by Al3+, Bi3+, Cr3+ and Mn3+ ions.The barium hexaferrite and its substitutions by different ions mentioned above were synthesized dynamic hydrothermal method by varying various parameters during the synthesis (pH, temperature, time, ratio [OH-]/[NO3-] ...).The elaboration of polyaniline/hexaferrite composite (pure or substituted) was carried out by oxidative polymerization using various synthesis techniques: Aqueous-Based Polymerisation with or without agitation (taking into account the nature of the acid used) (ABP) and Solid-Based Polymerization (SBP). The optimization of these various synthesis techniques after physicochemical (XRD, FTIR, TGA, SEM, EDX), dielectric (ε ', ε' ', σdc) and magnetic (Mr, Ms, Hc, Tc, µ', µ'') characterizations of the samples showed that the solid route is the easiest method, economical and environmentally friendly. It is also suitable for the production of composite Pani/BaFe12O19 with good structural, physical and magnetic properties.The study of the substitution of Fe 3+ in the BaFe12O19 by Al3+, Bi3+, Cr3+ and Mn3+ showed a strong dependence of the structural and magnetic properties with the distribution of these ions in the hexagonal crystal lattice. In fact, Al3+, Cr3+ and Mn3+ ions tend to occupy the tetrahedral sites, while the Bi3+ favoured the octahedral sites. An increase in Hc associated with the small crystallite size observed for particles substituted with Al and Cr and the enhancement magnetocristalline anisotropy (strong higher order term) for Bi and Mn due to their high ionic radius.The incorporation of the substituted hexaferrite in the polyaniline to obtain Pani/BaMeFe11O19 composite, where Me = Al, Bi, Cr and Mn, reveals a variation in electromagnetic properties in the frequency range from 1 to 18 GHz. In fact, these variations are due to the formation of dipoles between the substituting ion and surrounding O2- cations in the ferrite which are responsible for the ferromagnetic resonance, the magnetocrystalline anisotropy and the exchange interaction with the polymer. The composite Pani/BaFe12O19 shows absorption bands at the X-band that shift to the Ku-band with the substitution of iron, confirming the potential of these materials for microwave applications

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De, La Barrière Olivier. "Modèles analytiques électromagnétiques bi et tri dimensionnels en vue de l'optimisation des actionneurs disques : étude théorique et expérimentale des pertes magnétiques dans les matériaux granulaires." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00562019.

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Les actionneurs disques sont potentiellement une solution intéressante pour des applications de transport exigeantes, comme le véhicule hybride. Cela étant, la conception de ces actionneurs pour de telles applications se heurte à certaines difficultés : cahier des charges dans le plan couple-vitesse complexe, nécessité de minimiser des critères contradictoires comme la masse et les pertes. Une solution réside dans l'utilisation des algorithmes d'optimisations systématique. Encore faut-il disposer, pour utiliser de tels algorithmes, de modèles souples, à la fois précis et rapides. Cette thèse se focalise sur le développement de modèles analytiques fondés sur la résolution formelle des équations de Maxwell, qui permet un bon compromis entre temps de calcul et précision, à condition d'accepter certaines hypothèses simplificatrices, comme la linéarité des matériaux magnétiques. La première partie concerne les modèles électromagnétiques bi-dimensionnels, en développant la structure disque au niveau de son rayon moyen. Pour ces modèles, une attention toute particulière a été portée sur la modélisation des saillances aussi bien statoriques que rotoriques. Il est en particulier montré que l'approximation du coefficient de Carter permet effectivement de déterminer le couple moyen de la machine avec précision. Néanmoins, si on veut déterminer les inductions dans le fer pour calculer les pertes magnétiques, un modèle de l'encochage statorique est nécessaire. Dans un second temps, des modèles tri-dimensionnels analytiques ont été développés, afin de calculer le flux à vide de l'actionneur, en prenant en compte les effets des bords, ainsi que l'effet de courbure. Il est montré que la prise en compte des effets de bords est de première importance dans la modélisation des actionneurs. Par contre, une étude sur l'effet de courbure de la machine disque montre que le développement de l'actionneur au rayon moyen, pourvu que l'on utilise un modèle 3D, n'induit qu'une erreur minime. Un second point concerne l'étude des pertes magnétiques dans les matériaux composites isotropes formés de particules de fer pur isolées les unes des autres, liées, et puis compressées. En effet, ces matériaux sont très prometteurs en conception de machines électriques, autorisant des parcours de flux tri-dimensionnels, ainsi qu'une isotropie thermique, malgré leur perméabilité magnétique relativement faible. Deux matériaux de la société suédoise Hoganas (l'un dédié aux applications de machines électriques, l'autre à l'électronique de puissance, avec des grains de taille plus faible) ont été caractérisés en termes de pertes magnétiques dans une large gamme de fréquences. Un modèle de pertes classiques a été formulé, en se basant sur des observations microscopiques des échantillons de matériaux. Grâce à cette estimation des pertes classiques, une procédure de séparation des pertes magnétiques a pu être mise au point. La déduction du terme de pertes excédentaires a révélé certains mécanismes de magnétisation propres à ces matériaux granulaires, dont des grains ont un comportement magnétique à priori indépendant les uns des autres. Contrairement aux matériaux laminés qui possèdent un nombre d'objets magnétiques actifs relativement bas sur la section de la tôle en champ excédentaire nul, les courants de Foucault permettant alors une homogénéisation du comportement magnétique lorsque la fréquence augmente, les matériaux granulaires semblent exhiber un comportement tout autre, en présentant au moins un objet magnétique actif par grain en champ excédentaire nul. De telles constatations changent la dépendance des pertes excédentaires en fonction de la fréquence (les pertes excédentaires sont alors proportionnelles à la fréquence f, alors que nous rappelons qu'elles sont proportionnelles à f^0.5 dans la plupart des matériaux laminés). Enfin un début d'optimisation a pu être mené, en se limitant aux modèles électromagnétiques bi-dimensionnels, et aux matériaux laminés classiques. Diverses études de sensibilité, comme la loi de commande, ou bien l'induction rémanente des aimants, ont été entreprises. Ce travail se termine par une analyse de l'influence d'une contrainte de puissance apparente sur la géométrie de la machine électrique.

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Dib, Radwan. "Caractérisation de couches diélectriques et magnétiques de structures multicouches par cavité résonante microonde." Thesis, Saint-Etienne, 2014. http://www.theses.fr/2014STET4014/document.

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Cette thèse s’intéresse à la caractérisation de couches diélectriques et magnétiques de structures multicouches par cavité résonante microonde. Les matériaux multicouches ont des propriétés électromagnétiques spécifiques et sont utilisés dans beaucoup de secteurs industriels, par exemple, dans les radiocommunications. La caractérisation électromagnétique reste une priorité pour la compréhension des caractéristiques de propagation des ondes électromagnétiques dans ces milieux. Dans ce travail de thèse nous proposons une nouvelle approche expérimentale pour déterminer les propriétés diélectriques effectives d’une structure multicouches en fonction des propriétés et de l’épaisseur de chacune des couches. En particulier, nous appliquons les expressions de permittivités issues de la méthode des perturbations utilisée en cavité résonante au cas d’un échantillon rectangulaire bicouche. L’analyse théorique établie a montré qu’une expression de simple proportionnalité reliant les propriétés diélectriques moyennes d’un matériau bicouche avec les propriétés diélectriques relatives et les épaisseurs des couches constituantes peut être obtenue. Cette méthode a été appliquée avec succès sur différents matériaux bicouches. En particulier, elle a permis la caractérisation d’une couche de YIG d’épaisseur très mince (19.6 μm) déposée par pulvérisation cathodique sur un substrat d’alumine en connaissant l’épaisseur et les propriétés diélectriques du substrat. La comparaison avec les résultats expérimentaux a révélé un bon accord entre théorie et mesure. L’analyse de l’incertitude associée au calcul de la permittivité par la méthode a montré une bonne sensibilité. Enfin, nous donnons les courbes de variation de la perméabilité effective mesurée pour un empilement bicouche avec une couche mince de YIG
This thesis aimed at characterizing the dielectric and magnetic layers of multilayer structures by using the technique of microwave resonant cavity. Multilayer structures have specific electromagnetic properties and are becoming increasingly important in many industrial domains, such as in radio-communication systems. The electromagnetic characterization remains a priority for understanding the characteristics of electromagnetic wave propagation in such environments. The thesis proposed a new experimental approach to determine the effective dielectric properties in a bilayer structure as a function of the characteristics and thickness of each specific layer. In particular, we apply the expressions of permittivities derived from the perturbations method which are used in resonant cavities in case of a bilayer rectangular sample. The established theoretical analysis leads us to propose a new expression of simple proportionality describing a relationship between the mean dielectric properties of a bilayer material and the relative dielectric properties and thickness of the constituent layers. The presented method has been successfully applied to different bilayer materials. Particularly, it allowed the characterization of a very thin layer (YIG layer) of thickness 19.6 microns deposited by cathodic sputtering on an alumina substrate by knowing the thickness and dielectric properties of this substrate. The comparison with the experimental results revealed good agreement between theory and measurement. The analysis of the uncertainty associated to the calculation of the permittivity by the presented method showed good sensitivity. Finally, we provide the curves of variation of the effective permeability measured for a bilayer stack

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Verstraete, Kévin. "Étude du multi-colaminage de matériaux différents." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS057/document.

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Le multi-colaminage est connu pour pouvoir créer des composites ayant une résistance mécanique améliorée et coupler les bonnes propriétés des deux métaux utilisés. L’étude s’est focalisée sur l’élaboration à froid et à chaud de deux composites fonctionnels à base d’aluminium : Al6061/ Al5754 et Al6061/Acier IF. Sur le premier composite, une comparaison a été faite entre le procédé classique et le multi-colaminage croisé, où la direction de laminage est tournée de 90° entre chaque passe. Ce dernier s’est avéré plus apte à hyperdéformer et donc à améliorer la résistance mécanique à température ambiante alors qu’une élaboration à chaud limite cette augmentation par rapport au procédé classique. Au niveau de l’architecture des composites, une réalisation à l’ambiante strictionne puis fractionne la phase dure occasionnant une chute de la résistance mécanique pour le second composite, tandis qu’une réalisation en température conserve la stratification et permet la disparition des interfaces pour le premier composite et l’apparition d’intermétalliques pour le second. Enfin, le composite Al6061/Al5754 s’est montré apte à résister à la fissuration à chaud tandis que le composite Al6061/Acier IF est capable de blinder magnétiquement
The Accumulative Roll Bonding (ARB), consisting in a repetition of roll bonding, is known as a suitable process to work out composite with tailored properties and higher mechanical strength. The present study aimed to develop two functional composites at room and hot temperatures: AA6061/AA5754 and AA6061/IF steel. The first one was developed with both ARB and Cross-ARB (CARB). The Cross-ARB changes the rolling direction by 90° between each pass. As a result, the second process showed higher strength at room temperature. A hotter temperature of process prevented a further enhancement of the strength. According to the temperature of the process, different architectures were obtained. Indeed, ARB at room temperature led to the necking then to the fragmentation of the hard phase and, as a consequence to the collapse of the strength of the composite AA6061/IF steel. The temperature preserved the stratification in the AA6061/AA5754 composite but favored the appearance of intermetallic phase in the AA6061/ IF steel composite. Eventually, the first composite was able to resist to the hot cracking while the second showed magnetic shielding effectiveness

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Veiller, Laurent. "Etude de multicouches fer/terbium : simulation numérique Monte Carlo de propriétés magnétiques et analyse structurale par sonde atomique." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES051.

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Les multicouches magnétiques fer/terbium (Fe/Tb) présentent une forte potentialité pour la réalisation de supports d'enregistrement magnéto-optique à haute densité. L'objectif principal de ce travail est de modéliser, par simulation numérique, les propriétés magnétiques de multicouches amorphes Fe/Tb. La méthode de simulation retenue est la méthode Monte Carlo de recuit simule basée sur la minimisation de l'énergie libre à chaque température. Le modèle consiste en une bicouche de structure cubique simple avec des conditions aux limites périodiques. Chaque sommet est occupé par un spin d’Heisenberg (Fe ou Tb). L'interface comprend un nombre variable de plans alliés du type Fe 1 0 0 xTb x. Les interactions d'échange Fe-Fe et Tb-Tb sont ferromagnétiques et le couplage Fe-Tb est antiferromagnétique. Ces interactions qui dépendent de la concentration x ont été étalonnées par simulations Monte Carlo à partir de données expérimentales sur les alliages Fe 1 0 0 xTb x. Un bon accord avec des résultats expérimentaux (variation des températures de transition et de compensation en fonction de l'épaisseur des couches, variation thermique de l'aimantation de chacun des sous-réseaux) a été obtenu dans le cas d'interfaces diffuses sur quatre plans atomiques, d'un moment de terbium réduit à 6 B et d'une interaction d'échange Fe-Fe renforcée au voisinage des interfaces. Les effets de la compétition entre les anisotropies magnétocristalline et de forme, abordées en terme d'anisotropie ion-simple, peuvent conduire à des structures magnétiques non colinéaires. Parallèlement aux simulations numériques, il a été possible d'élaborer, par pulvérisation cathodique, des multicouches Fe/Tb déposées sur un substrat en forme pointe. Ces échantillons ont été analysés par sonde atomique pour déterminer des profils de concentration en profondeur et mettre en évidence une forte modulation de composition au niveau des interfaces des multicouches.

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Marteau, Antoine. "Modèles multi-échelles pour les problèmes électromagnétiques transitoires non linéaires avec courants induits confinés." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT019.

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Les matériaux et structures hétérogènes, tels que les bobines, tôles laminées et composites magnétiques doux (SMC), sont répandus en génie électrique. Ils ont la caractéristique d'être constitués de nombreux éléments plus petits que la taille de l'ensemble, rendant leur simulation numérique difficile.Cette thèse étudie les méthodes multi-échelles de calcul des champs électromagnétiques permettant la résolution numérique de problèmes 3D non-linéaires transitoires avec forts couplages électromagnétiques, sur des structures ou matériaux hétérogènes de géométrie périodiques. La méthode numérique utilisée est la méthode multi-échelle hétérogène (HMM). Elle est basée sur une hypothèse de séparation d'échelle permettant une homogénéisation du matériau. La loi constitutive équivalente est calculée sur de petits volumes représentatifs aux comportements indépendants, résolus en parallèle aux points macroscopiques où cela est nécessaire.L'apport principal de ce travail est d'introduire une nouvelle formule d'homogénéisation du champs H, avec plusieurs implémentations numériques. La méthode est robuste à la présence de fort courants localement confinés. Ces développements sont nécessaires à l'utilisation de la formulation B-conforme à haute fréquence. En effet, ces courants créent une aimantation additionnelle responsable d'hystérésis dynamique dans la loi de comportement magnétique macroscopique. Le modèle est validé sur des problèmes 3D linéaires et non-linéaires
Heterogeneous materials and structures, such as coils, laminations and soft magnetic composites (SMCs), are widespread in electrical engineering. They have the characteristic of being made up of many elements smaller than their own size, making their numerical simulation difficult.This thesis investigates multiscale modeling techniques of electromagnetic field used for the numerical resolution of transient 3D nonlinear problems with strong electromagnetic couplings, on heterogeneous structures or materials with periodic geometries. The numerical method used is the Heterogeneous Multiscale Method (HMM). It is based on a scale separation hypothesis, enabling the homogenization of the material. The equivalent constitutive law is calculated on representative volumes elements with independent behaviors, solved in parallel at the macroscopic points where it is necessary.The main contribution of this work is to introduce a new homogenization formula for the field H, with several numerical implementations. The method is robust to the presence of strong locally confined currents. These developments are necessary for the use of the B-conform formulation at high frequencies. Indeed, these currents create additional magnetization which is responsible for dynamic hysteresis in the macroscopic magnetic constitutive law. The model is validated on linear and non-linear 3D problems

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Smaili, Arezki. "Développement de matériaux composites pour la réfrigération magnétique." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1998. http://depot-e.uqtr.ca/6846/1/000642386.pdf.

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Ammar, Mehdi. "Étude du magnétisme de composites métal-oxyde et métal-diélectrique nanostructurés pour composants passifs intégrés." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00371362.

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Ce travail s'inscrit dans le cadre du développement de matériaux composites nanostructurés à propriétés électriques et magnétiques inédites. Afin de répondre à des besoins technologiques pour, l'électronique de puissance intégrée : le stockage ou la transmission de l'énergie, les télécommunications (antenne intégrée...), le stockage de l'information par enregistrement magnétique et le marquage biologique, le composite doit présenter globalement une polarisation magnétique élevée ainsi qu'un comportement isolant permettant de pousser les limites fréquentielles, minimiser les pertes dynamiques et découpler les grains entre eux. Les matériaux composites élaborés sont constitués d'une matrice d'accueil - magnétique (ferrite spinelle) ou non-magnétique (diélectrique = silice) - dans laquelle sont dispersées des particules métalliques (Fer-Nickel ou Cobalt). Ces matériaux sont novateurs dans la mesure où le matériau final peut bénéficier d'un couplage des propriétés magnétiques des deux phases constitutives. L'holographie électronique en transmission a mis en évidence une ocnfiguration de spins de type « vortex » dans les nanoparticules de Fe30Ni70. Les mesures holographiques ont été comparées au profil de l'aimantation, dans un vortex, modélisé par une approche micromagnétique. Des analyses physico-chimiques approfondies nous ont permis de confirmer les topologies visées : pour le composite métal-diélectrique, l'épaisseur de la couche d'enrobage a pu être contrôlée à l'échelle nanonométrique. Pour le composite métal-oxyde obtenu par croissance directe du ferrite sur la phase métallique, on a démontré une bonne dispersion des particules métalliques. Les propriétés magnétiques et structurales des différents composites, en poudre ou compactés par SPS (compactage-frittage flash), ont été caractérisées et discutées. Les propriétés fonctionnelles ont été aussi étudiées et sont très prometteuses pour les applications visées. L'enrobage des nanoparticules par la silice a permis la préparation de leur surface dans la perspective d'une fonctionnalisation par des entités biologiques.

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Zadoina, Lacramioara. "Composites polymère mésomorphe/nanoparticules magnétiques : vers un matériau magnéto-stimulable." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/920/.

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La thématique développée dans ce manuscrit a pour le but la réalisation d'un matériau magnéto-stimulable en associant des nano-objets magnétiques à une matrice polymère cristal liquide. Ce travail a été réalisé en partenariat entre trois laboratoires toulousains, l'IMRCP, le LCC et le LPCNO dans le cadre d'un réseau européen Marie Curie EST (Early-Stage Research Training) appelé Nanotool. Nous avons utilisé deux voies d'obtention de matériau : soit par synthèse directe de nanoparticules magnétiques in situ, dans des milieux contenant des cristaux liquides, soit par synthèse ex-situ de nanoparticules magnétiques et leur incorporation dans une matrice polymère cristal liquide. Les matériaux ainsi synthétisés ont été caractérisés par différentes techniques d'analyse (mesures calorimétriques (AED), microscopie optique (MOP), microscopie électronique (MET, HRTEM), mesures magnétiques (SQuID)), caractérisations qui ont prouvé que la matrice polymère a été rendue magnétique par les deux voies de synthèse, tout en conservant les propriétés cristaux liquides. Le matériau polymère cristal liquide magnétique que nous avons réalisé, présente de très bonnes réponses à un champ magnétique
The topic developed in this manuscript aims at obtaining a magnetic-responsive material by inserting magnetic nanoparticles into a liquid crystal polymer matrix. This work was accomplished in partnership of three laboratories of Toulouse, IMRCP, LCC and LPCNO, as part of a Marie Curie EST European network (Early Stage Research Training) called Nanotool. Two methods of creation of this type of material were examined: either by direct in situ synthesis of magnetic nanoparticles, into the medium containing the liquids crystals, or by ex-situ synthesis of magnetic nanoparticles and their incorporation into a liquid crystal polymer matrix. The synthesized materials were characterized by different techniques of analysis (calorimetric measurements (DSC), optical microscopy (POM), electronic microscopy (TEM, HRTEM), and magnetic measurements (SQuID)), characterizations which proved that the polymeric matrix become magnetic by both methods of synthesis, while keeping the liquid crystal properties. The magnetic liquid crystal polymer material exhibited very good answers to a magnetic field

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Noutehou, Nathan. "Conception de circulateurs et isolateurs pour des applications spatiales : nouvelles technologies d'intégration." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0033/document.

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L’objectif de cette thèse est d’explorer de nouvelles technologies permettant de faciliter l’intégration des isolateurs dans les chaînes radiofréquences de satellites. Ces composants sont utilisés pour contrôler l’adaptation des amplificateurs dans les sections d’entrée et de sortie des équipements RF bas niveaux. Nous proposons deux voies de réalisation de ces isolateurs. Une première voie basée sur l’utilisation de matériaux ferricomposites est étudiée pour concevoir des composants en bande Ku. Une deuxième voie, basée sur l’utilisation d’hexaferrites de strontium et de baryum préorientés, a été étudiée pour concevoir des composants auto-polarisés (sans aimants) en bandes Q et Ka
The goal of this PhD thesis is to explore new technologies that make possible to improve the integration of isolators in radiofrequency chain of satellites. These components are especially used to control matching of amplifiers.We propose two ways of producing these isolators. At first, ferricomposite materials are studied to design low-cost isolators at Kuband.Then, we studied pre-oriented strontium or barium hexaferrites to design self-biased components (without magnets) for Q and Ka band frequencies

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BARRE, Olivier. "Contribution à l'étude des formulations de calcul de la force magnétique en magnétostatique, approche numérique et validation expérimentale." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005921.

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Ce mémoire présente une étude des méthodes de calcul de la force engendrée par les champs magnétiques sur les matériaux linéaires en magnétostatique et se propose d'en comparer les performances sur les matériaux de faibles perméabilité. Les démonstrations de ces méthodes sont abordées et les hypothèses mises en évidence. Pour discriminer les formulations, courants équivalents, masses magnétiques équivalentes, tenseur de Maxwell, dérivée de l'énergie, une expérience et les mesures associées sont conçues par calcul de champ. Un matériau spécifique, de faible module d'élasticité est également synthétisé. Plongé dans un champ magnétique, un volume de test de ce matériau se déforme. Chaque formulation permet d'obtenir une répartition des contraintes sur le volume. Pour chaque répartition, la déformation du volume est calculée. Chaque déformation est comparée à celle qui est obtenue expérimentalement. Il apparaît que les méthodes énergétiques sont les plus précises.

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Salahun, Erwan. "Étude et réalisation de dispositifs microondes agiles à commande magnétique utilisant des composites ferromagnétiques." Brest, 2002. http://www.theses.fr/2002BRES2024.

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Michaud, Bernard. "Etude de l'orientation de fibres céramiques sous champ magnétique : application à l'élaboration de matériaux composites à matrice métallique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00169119.

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Létude concerne une voie originale d'élaboration de matériaux composites à matrice métallique a propriétés structurales anisotropes. Elle consiste a orienter le renfort fibreux discontinu par l'action d'un champ magnétique intense et homogène. Afin de déterminer les paramètres d'orientation influents, l'équation du mouvement d'une fibre dans un fluide visqueux a été établie. Sa vérification a nécessité la réalisation d'un dispositif expérimental original. Trois couples fibres/matrice significatifs ont ete choisis (C/Cu, C/Ti, Al2O3/Ni). La mise en oeuvre du matériau composite par métallurgie des poudres implique la réalisation préalable, sous champ magnétique, de preimprégnés orientés. Les caractérisations physico-chimiques, thermiques et mécaniques entreprises montrent que les matériaux composites élaborés par cette voie présentent les caracteristiques anisotropes attendues.

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Rousselle, Danièle. "Elaboration et caractérisation de matériaux composites à base de particules ferromagnétiques et d'une matrice céramique." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR1A670.

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L'élaboration du matériau composite consiste à sélectionner des charges parmi les composés ferromagnétiques connus et à choisir une matrice adaptée pour les enrober. Des plaquettes de nitrure de fer Fe4N-γ sont préparées par réduction-nitruration de grains d'oxyde de fer Fe2O3-α de même morphologie. De même, des plaquettes de fer-α sont éláborées soit par réduction directe de l'oxyde soit par dénitruration de Fe4N. La première voie conduit à des particules "plus magnétiques". Les autres charges étudiées, de morphologie de type sphère et fibre, sont caractérisées afin de mettre en évidence leur microstructure originale. La matrice retenue pour enrober les charges est un matériau à base de silicates qui permet d'obtenir un revêtement de plusieurs millimètres d'épaisseur par projection au pistolet, à température ambiante. La perméabiblité et la permittivité des échantillons composites sont mesurées. On met ainsi en évidence l'influence des propriétés des particules ferromagnétiques (nature, granulométrie, morphologie et concentration) sur la perméabilité, la fréquence de résonance et la permittivité qui est directement liée au seuil de percolation. Alors que la loi de Maxwell-Garnett n'est pas adaptée pour décrire les résultats expérimentaux, la théorie de champ moyen de Bruggeman permet de s'en approcher dans le cas des particules sphériques, même si leur rayon est supérieur à l'épaisseur de peau. Des imprécisions subsistent lorsqu'il s'agit de particules anisotropes.

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Rousselle, Danièle. "Elaboration et caractérisation de matériaux composites à base de particules ferromagnétiques et d'une matrice céramique." Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10676.

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L'élaboration du matériau composite consiste à sélectionner des charges parmi les composés ferromagnétiques connus et à choisir une matrice adaptée pour les enrober. Des plaquettes de nitrure de fer Fe4N-γ sont préparées par réduction-nitruration de grains d'oxyde de fer Fe2O3-α de même morphologie. De même, des plaquettes de fer-α sont éláborées soit par réduction directe de l'oxyde soit par dénitruration de Fe4N. La première voie conduit à des particules "plus magnétiques". Les autres charges étudiées, de morphologie de type sphère et fibre, sont caractérisées afin de mettre en évidence leur microstructure originale. La matrice retenue pour enrober les charges est un matériau à base de silicates qui permet d'obtenir un revêtement de plusieurs millimètres d'épaisseur par projection au pistolet, à température ambiante. La perméabiblité et la permittivité des échantillons composites sont mesurées. On met ainsi en évidence l'influence des propriétés des particules ferromagnétiques (nature, granulométrie, morphologie et concentration) sur la perméabilité, la fréquence de résonance et la permittivité qui est directement liée au seuil de percolation. Alors que la loi de Maxwell-Garnett n'est pas adaptée pour décrire les résultats expérimentaux, la théorie de champ moyen de Bruggeman permet de s'en approcher dans le cas des particules sphériques, même si leur rayon est supérieur à l'épaisseur de peau. Des imprécisions subsistent lorsqu'il s'agit de particules anisotropes.

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Robbes, Anne-sophie. "Nanocomposites à base de particules magnétiques : synthèse et contribution de la dispersion des charges et de la conformation des chaines sur les propriétés de renforcement." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112201/document.

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Les propriétés mécaniques de films polymériques peuvent être considérablement améliorées par l'inclusion de nanoparticules au sein de la matrice du fait de deux effets majeurs : (i) la structure locale de la dispersion des charges et (ii) la modification potentielle de la dynamique et de la conformation des chaînes à l'interface charge/polymère. Néanmoins, les mécanismes précis qui permettent de relier ces contributions à l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques des matériaux, et en particulier aux propriétés mécaniques, sont actuellement mal décrits. Dans ce contexte, nous avons synthétisé des nanocomposites modèles à base de nanoparticules magnétiques de maghémite γ-Fe2O3 (nues ou greffées d'une couronne de polystyrène (PS) par polymérisation radicalaire contrôlée) dispersées dans une matrice de PS, que nous avons caractérisé en couplant la diffusion de rayonnement (Rayons X et neutrons) et la microscopie électronique à transmission. En jouant sur différents paramètres tels que la taille des particules, la concentration, ou le rapport de taille entre les chaînes greffées et celles de la matrice pour les charges greffées, nous avons obtenu des nanocomposites présentant un éventail de dispersions de charges variées, contrôlées, parfaitement reproductibles, allant de particules individuelles ou d’agrégats ramifiés jusqu’à la formation d’un réseau de charges connecté. En appliquant un champ magnétique externe durant la synthèse des nanocomposites, nous sommes parvenus à aligner les différentes structures le long de la direction du champ et ainsi former des matériaux présentant des propriétés remarquables de renforcement anisotropes. La conformation des chaînes au sein des nanocomposites, déterminée expérimentalement grâce aux propriétés spécifiques de contraste neutronique du système, n'est pas affectée par la présence des charges, quels que soient le degré de confinement des chaînes, l’orientation, la dispersion ou l'état de surface des charges. L’alignement des charges sous champ magnétique a permis de décrire précisément l’évolution du module de renforcement des matériaux avec la réorganisation structurale locale des charges et des chaînes sous étirement, et de finalement mettre en évidence le rôle majeur joué par la réorganisation des charges sous déformation dans les mécanismes de renforcement
The mechanical properties of polymeric nanocomposite films can be considerably enhanced by the inclusion of inorganic nanoparticles due to two main effects: (i) the local structure of fillers dispersion and (ii) the potential modification of the chains conformation and dynamics in the vicinity of the filler/polymer interface. However, the precise mechanisms which permit to correlate these contributions at nanometric scale to the macroscopic mechanical properties of the materials are actually poorly described. In such a context, we have synthesized model nanocomposites based on magnetic nanoparticles of maghemite γ-Fe2O3 (naked or grafted with a polystyrene (PS) corona by radical controlled polymerization) dispersed in a PS matrix, that we have characterized by combining small angle scattering (X-Ray and neutron) and transmission electronic microscopy. By playing on different parameters such as the particle size, the concentration, or the size ratio between the grafted chains and the ones of the matrix in the case of the grafted fillers, we have obtained nanocomposite films a large panel of controlled and reproducible controlled filler structures, going from individual nanoparticles or fractal aggregates up to the formation of a connected network of fillers. By applying an external magnetic field during the film processing, we succeeded in aligning the different structures along the direction of the field and we obtained materials with remarkable anisotropic reinforcement properties. The conformation of the chains of the matrix, experimentally determined thanks to the specific properties of neutron contrast of the system, is not affected by the presence of the fillers, whatever their confinement, the dispersion the fillers or their chemical state surface. The alignment of the fillers along the magnetic field has allowed us to describe precisely the evolution of the reinforcement modulus of the materials with the structural reorganization of the fillers and the chains at the local scale under stretching, and thus to highlight the key role played by the fillers reorganization under stretching on the nanocomposite reinforcement mechanisms

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Mallégol, Stéphane. "Caractérisation et application de matériaux composites nanostructurés à la réalisation de dispositifs hyperfréquences non réciproques." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004319.

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Aux fréquences micro-ondes, les ferrites sont caractérisés par une perméabilité tensorielle, représentative de leur anisotropie induite sous champ magnétique. Cette propriété spécifique est à l'origine du comportement non réciproque de dispositifs comme les circulateurs et les isolateurs. Les limitations des milieux ferrites (aimantation à saturation réduite, fortes températures de frittage lors de leur élaboration) conduisent cependant les laboratoires à étudier des matériaux s'y substituant. Pour pouvoir réaliser des fonctions hyperfréquences non réciproques optimisées à partir de tels matériaux, la mesure préalable de leur tenseur de perméabilité est requise sur une large bande de fréquences. L'originalité du travail présenté dans ce mémoire est double : - dans un premier temps, une technique de mesure non itérative des éléments (µ, k) du tenseur de perméabilité des milieux magnétiques, dans un état quelconque d'aimantation, a été développée. Elle est utilisable du continu jusqu'environ 6 à 7 GHz, selon le type de matériau testé. Outre la détermination analytique de (µ, k) en fonction des paramètres S de la cellule de mesure en ligne de transmission élaborée, son principal intérêt est de permettre d'étudier le matériau dans des conditions voisines de celles fixées par l'application en technologie planaire ultérieure (mesure « in-situ »), - à partir de cette technique de caractérisation expérimentale, les propriétés d'anisotropie induite de matériaux composites nanostructurés aimantés ont ensuite été démontrées puis ajustées pour mettre en œuvre un isolateur hyperfréquence à résonance. Les performances de ce dernier sont au moins comparables à celles des isolateurs à ferrites, pour une quantité de matière magnétique moindre.

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Tricot, Grégory. "Compréhension du rôle des phosphates dans l'inhibition de l'oxydation catalytique des matériaux composites C/C." Lille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LIL10156.

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Les travaux de cette thèse portent sur la compréhension de l'inhibition de l'oxydation catalytique des freins d'avions en matériaux composites C/C. Cette protection anti-catalytique est obtenue grâce à un revêtement à base de phosphate d'aluminium. L'oxydation catalytique est un problème très important dans l'application aéronautique puisque les catalyseurs (Na, K, Mg & Ca) sont présents dans les solutions déverglaçantes utilisées sur les pistes d'aéroports. La formation du revêtement protecteur à partir de précurseur liquide a été étudiée en utilisant la diffraction des rayons X et la résonance magnétique nucléaire. L'étude de la réactivité entre le revêtement protecteur et les différents catalyseurs a permis de mettre en évidence les mécanismes anti-catalytiques. La caractérisation structurale des échantillons a été menée en utilisant la diffraction des rayons X et une combinaison de séquences récentes de RMN à 2 dimensions basées sur les corrélations homo et hétéro-nucléaires
The present manuscript focuses on the investigation of anti-catalytic properties of an aluminophosphate coating used for the protection of airplane brakes made of C/C composite materials. The catalytic oxidation is an important problem in aeronautic applications because of the presence of catalysts (Na, K, Mg & Ca) in De-Icer solutions used in airports. The formation of the protective coating from metallic phosphate solutions have been studied by XRD and solid state NMR. The determination of the anti-catalytic mechanisms has been achieved through the study of the reactivity between phosphate coating and catalysts. The structural characterization has been carried out using a combination of recently developed 2D sequences based on homo and heteronuclear correlations

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Khalil, Chady. "Développement du procédé de soudage par impulsion magnétique pour soudage hétérogène bimétallique et pour assemblage hybride métal / composite." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2018. http://www.theses.fr/2018ECDN0031.

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La réduction des émissions CO2 et l'amélioration de la performance restent toujours les grands objectifs de l'industrie automobile. Pour atteindre ces objectif, les équipementiers automobiles cherchent toujours à alléger les structures à travers l'emploie des matériaux hétérogènes qui a évolué au cours des dernières décennies où nous trouvons aujourd'hui à la fois des aciers doux, des aciers à très hautes résistances, des alliages légers tels que les alliages d'aluminium et de magnésium ainsi que des composites à fibre de verre ou de carbone. Cette tendance pose aujourd'hui plusieurs défis concernant à la fois l'assemblage bimétallique et l'assemblage hybride métal/composite. Les difficultés de réaliser ce type d’assemblage est lié surtout à la différence des propriétés mécaniques, thermiques et chimiques des divers matéiaux. Ces différences limitent l’utilisation des techniques d’assemblage traditionnelles, c’est-à-dire l’assemblage mécanique, le soudage par fusion et le collage, et nécessitent ainsi le développement de nouvelles solutions d’assemblage. Dans ce contexte, cette étude vise à répondre aux défis des soudages hétérogènes ainsi qu' à développer deux nouvelles solutions originales d'assemblage hybride métal/composite en utilisant le procédé de soudage par impulsion magnétique
Reducing CO2 emissions and improving performance are still the main goals of the automotive industry. To achieve these objectives, automotive suppliers are still seeking to lighten the structures through the use of heterogeneous materials that have evolved in recent decades. We find today in one vehicle mild steels, very high strength steels, light alloys such as aluminum and magnesium alloys as well as fiber reinforces polymeric composites. The presence of dissimilar materials arises several challenges regarding both the heteregeneous metal assemblies and hybrid metal / composites assemblies. The differences in the mechanical, thermal and chemical properties of the various materials limit the use of traditional assembly techniques, i.e. mechanical assembly, fusion welding and adhesive bonding, and thus the development of new assembly solutions is required. In this context, this study aims to meet the challenges of heterogeneous metal welding and aims to develop two new original hybrid metal / composite assembly solutions using the magnetic pulse welding process

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Creton, Élodie. "Élaboration d’une protection anti-oxydation pour matériaux composites SiC/SiC efficace à basse température." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10186/document.

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Ce mémoire présente l’étude de protections anti-oxydation (PAO) de matériaux composites SiC/SiC. Ces matériaux sont dotés de propriétés spécifiques (légèreté, résistance aux chocs thermiques et tenue mécanique à haute température) par l’association de fibres et d’une matrice SiC liées par une interphase en carbone. Néanmoins, cette interphase s’oxyde dès 400°C entraînant la décohésion entre les fibres et la matrice et ainsi la perte des propriétés mécaniques. En vue d’applications dans le domaine de l’aéronautique civile, la PAO doit être opérationnelle à basse température (400-650°C) et sur de longues périodes (de l’ordre de plusieurs milliers d’heures). Deux types de protections ont été proposés et étudiés: (i) une protection rigide formée par traitement thermique d’un mélange entre une solution de phosphate d’aluminium et de silice. La structure du revêtement a ensuite été caractérisée par RMN, DRX et MEB et mise en relation avec l’efficacité de la protection. (ii) une protection dynamique basée sur l’utilisation de verres de phosphate formulés afin de présenter des caractéristiques de viscosité optimales pour la PAO. Les formulations ont été caractérisées par analyses thermiques (ATD, ATM, HSM) et par RMN. Une démarche raisonnée a été mise en œuvre en corrélant les propriétés thermiques aux caractéristiques structurales des oxydes utilisés. Ces deux revêtements étudiés améliorent la durée de vie du matériau, mais sans atteindre la spécification attendue. Nous concluons que la protection dynamique est plus adaptée à l’application basse température et proposons des voies d’amélioration
This work presents anti-oxidation coating (AOC) of composite materials SiC/SiC. These materials have specific properties (lightness, excellent resistance to thermal shocks, and mechanical endurance at very high temperature) due to the combination of SiC fibers and SiC matrix linked by a C interphase. This interphase oxidizes under air above 400°C, leading to fiber/matrix debonding and thus compromising the mechanical properties. In view of application in civil aeronautics, the AOC have to be operational at low temperatures (400-650°C) and for prolonged periods (of the order of thousands of hours). Two types of coatings were proposed and examined: (i) a rigid coating obtained through the thermal treatment of a mixture of aluminium phosphate solution and silica. The structure of the coating has been characterized by NMR, XRD and SEM and related to the efficiency of the protection. (ii) a dynamic coating, based on phosphate glasses formulated to present optimum viscosity characteristics. The different glasses were characterized by thermal analyses (DTA, TMA, HSM) and by NMR. A thought approach was implemented by correlation between thermal properties and structural characteristics of oxides used. These two coatings improve the material lifetime even if the expected specification was not accomplished. To conclude, the dynamic coating is more adapted to low temperature use and we suggest some improvements

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