QUELQUES PARAMETRES DE CONTROLE DES PROPRIETES ELECTROMAGNETIQUES DE FERRITES DE NICKEL-ZINC DANS LA BANDE UHF-V

National audienceEn raison du développement des terminaux mobiles pour la bande UHF-V (300MHz-700MHz), il existe une forte demande pour la réalisation d'antennes miniatures destinées à ces applications [1-5]. En effet les dimensions des antennes actuellement disponibles sont trop importantes pour permettre leur intégration, et les techniques qui permettent de réduire ces dimensions conduisent à une certaine dégradation de leurs performances [6]. Des travaux récents sur la miniaturisation des antennes imprimées, basée sur l'utilisation de substrats à fort indice de réfraction, ont montré l'intérêt des matériaux magnétiques pour l'amélioration des performances (bande passante, efficacité) [2]. Une piste que nous avons retenu pour atteindre cet objectif de miniaturisation consiste à employer des matériaux magnéto-diélectriques, qui allient une perméabilité magnétique à une permittivité diélectrique, tout en conservant des niveaux de pertes acceptables dans une bande de fréquence comprise entre 0.1 GHz et 1 GHz typiquement

Influence of the formulation of an alumina powder on compaction

International audienceThe compression of ceramic powders requires the addition of organic materials to insure tablet cohesion. For the compaction of formulated ceramic powders it is necessary to supply them energy. As a function of the formulation of ceramic powders, one can measure the specific energy acquired during the tablet compression. Recently, a technique used in powder metallurgy, High Velocity Compaction (HVC), has been studied to form ceramic compacts. This method brings special physical properties to tablets in terms of homogeneity compared to conventional uniaxial pressing. The properties of tablets prepared by the two processes are compared and discussed through a phenomenological model

Formulation d'une poudre d'alumine et formation par Compaction Grande Vitesse : influence sur les propriétés du comprimé

National audienceLa compression de poudre céramique nécessite l'incorporation de molécules organiques assurant la cohésion des grains entre eux. Comprimer des poudres céramiques formulées revient à leur fournir une certaine énergie. En fonction de la formulation de la poudre, on peut mesurer l'énergie stockée par unité de masse, caractéristique de la poudre. Récemment, une technique employée dans la métallurgie des poudres, la Compaction Grande Vitesse (CGV), a été utilisée pour la mise en forme d'objets céramiques. Cette méthode apporte des particularités au niveau des propriétés physiques des comprimés, notamment en terme d'homogénéité par rapport au pressage uniaxial dit conventionnel. Des comprimés issus des deux méthodes de mise en forme, et élaborés à partir de poudres formulées différemment, seront comparés en terme de comportement à la compression et via l'utilisation d'un modèle mathématiqu

Compaction dynamique des poudres céramiques

Les comprimés céramiques sont conventionnellement mis en forme par pressage uniaxial (pressage conventionnel) dans des matrices acier ou carbure. Les pressions de mise en forme sont toutefois limitées et il peut y avoir des gradients de densité dans certains cas. Récemment, une technique employée dans la métallurgie des poudres, la Compaction Grande Vitesse (CGV), a été utilisée pour la mise en forme d'objets céramiques. De fortes pressions (supérieures à 1 GPa) sont facilement atteintes pour des diamètres de matrice élevés (50mm) sans provoquer l'endommagement de l'équipement. Différentes poudres d'alumine (de différentes tailles de grain) sont formulées avec diverses phases organiques servant de liant et de plastifiant (PVA et PEG1500). Des essais conventionnels effectués avec ces poudres servent de référence à l'optimisation des paramètres clefs de la presse grande vitesse

Formulation d'une poudre d'alumine et formation par compaction grande vitesse : influence sur les propriétés du comprimé - Formulation of an alumina powder and high velocity compaction forming: influence on compact properties.

La compression de poudre céramique nécessite l'incorporation de molécules organiques assurant la cohésion des grains entre eux. Comprimer des poudres céramiques formulées revient à leur fournir une certaine énergie. En fonction de la formulation de la poudre, on peut mesurer l'énergie stockée par unité de masse, caractéristique de la poudre. Récemment, une technique employée dans la métallurgie des poudres, la Compaction Grande Vitesse (CGV), a été utilisée pour la mise en forme d'objets céramiques. Cette méthode apporte des particularités au niveau des propriétés physiques des comprimés, notamment en terme d'homogénéité par rapport au pressage uniaxial dit conventionnel. Des comprimés issus des deux méthodes de mise en forme, et élaborés à partir de poudres formulées différemment, seront comparés en terme de comportement à la compression et via l'utilisation d'un modèle mathématique. - The compression of ceramic powders requires the addition of organic materials to insure tablet cohesion. For the compaction of formulated ceramic powders it is necessary to supply them energy. As a function of the formulation of ceramic powders, one can measure the specific energy acquired during the tablet compression. Recently, a technique used in powder metallurgy, High Velocity Compaction (HVC), has been studied to form ceramic compacts. This method brings special physical properties to tablets in terms of homogeneity compared to conventional uniaxial pressing. The properties of tablets prepared by the two processes are compared and discussed through a phenomenological model

Comparison of conventional and High Velocity Compaction of alumina powders

International audienceCeramic compacts can be usually prepared by uniaxial pressing in a die made of stainless steel, but the pressure applied is limited and density gradients occur in many cases. Recently a new forming method in powder metallurgy, the High Velocity Compaction (HVC) has been applied to ceramic powders. This method is similar to conventional pressing but consists in making an ram falling down at a very high speed to the upper punch. The kinetic energy is converted into a strike that produces a high pressure in a really short time. By controlling the kinetic energy, it is possible to apply a desired pressure that can be extremely high (up to 1 GPa) without any damage for the tool. The aim of the study is to compare the process conditions and the properties of green compacts elaborated by the two methods (conventional and HVC) for a similar forming pressure: forming pressure, green density (homogeneity), pore size distribution of the tablets, and then the sintering behavior, the shrinkage, the final density and microstructure of the ceramic material are studied

Pressure Dependence of the Frequency Permeability Spectra of Soft Ferrite Composite Materials: A Method of Measuring the Natural Ferromagnetic Resonance Frequency

International audienceExperimental studies on the complex susceptibility of soft magnetic composite materials (magnetostrictive Ni-Zn and Ni-Zn-Co spinels) in their region of ferrimagnetic resonance (FMR) show that the FMR is an increasing function of the applied pressure. It is shown that powders could advantageously replace their sintered materials counterpart to measure without any ambiguity the natural ferrimagnetic resonance (NFMR) frequencies of bulk materials. It is also shown that such soft ferrite composites can be realized in order to shift FMR to higher values, and to obtain low magnetic losses up to 900 MHz. High frequencies applications can be envisaged

Influence de ferrites de Ni-Zn dans la miniaturisation d'antennes pour applications DVB-H.

National audienceCette étude se situe dans la problématique de la miniaturisation d'antennes dans le domaine de fréquences 470-862MHz, correspondant à la norme DVB-H. Dans cet objectif les propriétés magnétostrictives de ferrites de Ni-Zn sont mises à profit pour étendre jusqu'à 1 GHz leur potentialité d'application comme substrats d'antennes. Les matériaux réalisés présentent des tangentes de pertes magnétiques qui restent inférieures à 5.10-2 dans la gamme de fréquence 100MHZ-1GHz, avec une perméabilité constante et un indice optique proche de 3 pour le matériau présenté Cette valeur pourra être aisément augmentée jusqu'à 4,5 environ. Ces propriétés prédisposent ces matériaux aux applications dans le domaine UHF

Chip antenna utilisant un materiau magneto dielectrique fonctionnant dans la bande uhf v

National audienceFace à la miniaturisation et devant la volonté d'intégrer un nombre toujours plus important de nouvelles applications au sein d'un même terminal mobile, la diminution de la taille de l'antenne devient un enjeu important. Les dimensions de l'antenne étant inversement proportionnelles à , la diminution de la taille de l'antenne passe généralement par l'utilisation de matériaux purement diélectriques à forte permittivité [1], ceci au détriment des performances de l'antenne notamment de sa bande passante [2]. Cependant, la bande passante, peut être améliorée par l'utilisation de matériaux associant une perméabilité magnétique à une permittivité diélectrique [3, 4]. L'objectif de notre travail est de montrer que l'utilisation de tels matériaux magnéto-diélectriques permet de remédier à cette réduction de bande passante dans le cas d'une chip antenna. Dans ce cadre, une antenne intégrant un matériau magnétodiélectrique est présentée. Une première partie sera consacrée à la description du matériau utilisé. Une seconde partie montrera la structure de l'antenne tout en mettant en évidence l'avantage d'utiliser un matériau magnéto diélectrique. Nous présenterons et discuterons des résultats obtenus en simulation

Compaction conventionnelle et compaction grande vitesse (CGV) de céramiques : influence du procédé de compactage sur le frittage

The properties enhancement of ceramic compacts can be reached with a better understanding of phenomena that occur during compression and sintering. Ceramic compacts are classically formed by quasi-static uniaxial pressing (conventional pressing) in steel or carbide die. But an impact forming method, High Velocity Compaction (HVC), used for elaboration of ceramic tablets brings different results in term of microstructural properties. The aim of our study is to identify the origin of observed microstructural differences between these two processes. Formulated alumina powders have been tested to identify the more influent parameters on microstructural and microstructural properties of green ceramic tablets formed by HVC or conventional pressing. The powder fineness, the nature and the amount of organic phases are identified as influent parameters on tablets properties; but a greater compression velocity brings significant enhancements to compacts in term of density and reduced pore size. Moreover, a phenomenological study of compaction allows estimating the intensity of fragmentation, plastic strain and porosity elimination velocity phenomena. Plastic deformation and porosity elimination velocity of spray-dried particles is enhanced with HVC. The elaboration of ceramic items with a complex form has allowed a more detailed study of granular moving. Despite of a very short compression time (3 ms), there are not only vertical movements of grains, some lateral movements also occur; and wall-friction phenomena must be taken in account in items periphery. Tablets elaborated with each forming process are then sintered. The aim is to observe how the initial microstructure of a compact can influence on items sintering behaviour and on their quality in term of density homogeneity and grains size, with consideration of various geometries (form and dimension). It is shown that a more important presence of small size pore is originally of a better densification and a finer microstructure. Sintering results are then linked to the forming process type and reveal positive aspect of HVC on sintered items quality.L'amélioration des propriétés des pièces céramiques passe par une meilleure compréhension des phénomènes intervenant au cours de la mise en forme et du frittage. Les comprimés céramiques sont classiquement mis en forme par pressage uniaxial quasi-statique (pressage conventionnel) dans des matrices acier ou carbure. Mais une technique de mise en forme par impact, la Compaction Grande Vitesse (CGV), utilisée pour la mise en forme d'objets céramiques, apporte des résultats différents en terme de propriétés microstructurales. L'objectif de notre étude est d'identifier l'origine des différences microstructurale constatée entre ces deux méthodes de mise en forme. Des poudres d'alumine formulées sont testées pour identifier les paramètres les plus influant en terme de propriétés macrostructurale et microstructurale des comprimés céramiques à vert mis en forme conventionnellement ou par CGV. La finesse de la poudre, la nature et la quantité des ajouts organiques sont identifiés comme des paramètres influant sur les propriétés des comprimés ; mais une plus grande vitesse de compression apporte des améliorations significatives aux comprimés en terme de densité et de taille de pore réduite. De plus, une modélisation phénoménologique de la compaction permet d'identifier l'intensité des paramètres de fragmentation, de déformation plastique, et de vitesse d'élimination de la porosité. Il ressort que les phénomènes de déformation plastique des granules et de réarrangement granulaire sont favorisés en CGV. Par ailleurs, l'élaboration directe de pièces de forme complexe en CGV permet une étude plus approfondie des mouvements granulaires. Malgré le temps très court de l'impact (3 ms), il n'y a pas seulement des mouvements verticaux des grains, mais aussi des déplacements latéraux ; de plus, des effets de bord sur les comprimés sont dus à des phénomènes de frottement des grains contre la matrice en périphérie des pièces. Les pièces élaborées par chacune des voies de mise en forme sont ensuite frittées. L'objectif est de voir comment la microstructure initiale d'un comprimé céramique peut influer sur son comportement au frittage et sur la qualité des pièces en terme d'homogénéité de densité et de tailles de grains, ceci avec des géométries de pièces variables (dimensions, forme). Il est montré que la plus grande présence de pores de petite taille est à l'origine d'une meilleure densification et d'une microstructure plus fine. Les résultats du frittage sont donc reliés à ceux de la mise en forme et mettent en évidence l'aspect positif de la CGV sur la qualité des pièces frittées