CH488244A - Elément thermocompensé pour dispositif élasto-mécanique - Google Patents

Description

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 Élément    thermocompensé   pour dispositif    élasto-mécanique   La présente invention a pour objet un élément    thermocompensé   pour dispositif    élastomécanique,   pour applications en dehors du domaine de la mesure du temps. Les    dispositifs      élastomécaniques   tels que les dispositifs    ressort-masse,   les diapasons et autres résonateur, les dispositifs    électro-   et    magnétomécaniques   à rappel élastique pour instruments de mesure, etc., comprennent tous un élément dont le module d'élasticité est entre autres déterminant pour la fréquence d'oscillation, la    force   ou le couple de rappel. 



  Puisqu'il importe que    cette   fréquence, ces forces ou ces    couples   de rappel dépendent aussi peu que possible de la température dans le domaine d'utilisation, notamment aux températures ambiantes, il est utile que la variation du module puisse être adaptée à la variation des autres paramètres déterminant cette fréquence, ce; forces ou    ces      couples   de rappel. 



  On a déjà proposé d'utiliser des alliages ferromagnétiques dont le point de Curie est voisin de la température ambiante. Dans le domaine d'utilisation, ces alliages sont donc toujours plus ou moins ferromagnétiques. ce qui peut évidemment compromettre le fonctionnement du dispositif    élastomécanique.   



  On a également proposé l'emploi d'autres matériaux tels que des alliages non ferreux ou des verres, en utilisant d'autres transformations ou particularités structurales de l'état solide, par exemple les transformation d'ordre et les effets de l'anisotropie d'une texture d'écrouissage,    lesquels   assurent la constance du module d'élasticité, dans le domaine de température. Ces matériaux présentent d'autres inconvénients tels que les effets    d'hystércèse   thermique. 



  La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. 



  L'élément    thermocompensé   pour dispositif    élasto-      mécanique,   en un matériau qui, dans l'intervalle de température    d'utilisation,   présente une anomalie du module d'élasticité en fonction de la température, ayant comme    conséquence   un coefficient    thermo-élastique   demeurant voisin de zéro dans ledit intervalle, est caractérisé en ce que le matériau est constitué par un métal ou un alliage    antiferromagnétique   dont le point de Néel, où le matériau passe de l'état    antiferromagnétique   à l'état    para-      magnétique,   est situé dans ledit intervalle ou dans son voisinage. 



  Dans la description qui suit, on a    décrit,   à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'élément, la figure unique du dessin étant un schéma explicatif de l'effet    thermocompensateur.   



  On sait que le ferromagnétisme est une propriété cristalline comme le prouve le fait que les vapeurs de fer ou le fer liquide ne sont pas ferromagnétiques ou le fait qu'il suffit de modifier très légèrement la structure cristalline de certains cristaux non magnétiques pour les rendre ferromagnétiques. On sait que cette propriété est    provoquée   par la mise en parallèle du spin de certains électrons du    cristal.   Lorsque la température du matériau dépasse le point de Curie, il perd ses propriétés ferromagnétiques et passe à l'état paramagnétique. Cet effet est d0 au fait que l'agitation thermique, à ces températures, empêche la mise en parallèle des spins.

   Dans son voisinage, le    coefficient      thermo-élastique   présente une anomalie appelée effet    delta-E.   



  Les substances    antiferromagnétiques   peuvent être considérées en général comme constituées par deux réseaux cristallins ferromagnétiques déportés l'un par rapport à l'autre, les spins étant parallèles dans chacun des réseaux, mais opposés d'un réseau à l'autre, de sorte que    les   effets se compensent. Ces matériaux ne peuvent pas être rendus ferromagnétiques par l'action de champs extérieurs. Au point de Néel qui correspond au point de Curie, la substance passe de l'état    anti-      ferromagnétique   à l'état paramagnétique de façon ana- 

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    logue   aux corps    ferromagnétiques   qui passent de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique. 



  Ainsi,    contrairement   aux substances ferromagnétiques, les    substances      antiferromagnétiques   demeurent insensibles aux champs magnétiques extérieurs, des deux côtés du    point   de Néel. 



  On a représenté sur le dessin un intervalle de la tem. pérature d'utilisation délimité entre Tl et T2. le point de Néel N pouvant être situé, suivant différents cas possibles, soit à gauche de    l'intervalle      (N,),   soit dans l'intervalle    (N2),   soit à droite de l'intervalle    (N:;).   



  En    ordonnée,   on a reporté le module d'élasticité M qui passe par un point    d'inflexion   1, de sorte que le coefficient    thermo-élastique,   représenté par la tangente à la courbe, passe deux fois par zéro dans l'intervalle    T,-T2   et, entre ces deux points zéro, par un maximum, au point d'inflexion 1.    Exemple   I: L'élément est    constitué   par un alliage de fer et de manganèse additionné d'au moins un stabilisant tel que chrome ou    carbone.   D'autres éléments peuvent être ajoutés à l'alliage en vue de satisfaire à différentes conditions que la fabrication demande de l'alliage. 



  Le    point   de Néel de l'alliage fer-manganèse    austéni-      tique      passe      de      -140-      C      pour      10%      Mn      en      poids   à    plus      de      200',      C      pour      40   à    50      %      Mn.      Pour      stabiliser      la      phase      (gamma)

        austénitique      de      cet      alliage      au-dessous      de      25      %   Mn (point de Néel correspondant :    T-      100    C), environ    0,5      %      de      carbone      est      nécessaire;      ce      pourcentage      pour-      rait      être      remplacé      partiellement      par   3 à 5    %      de      chrome.   Exemple 2:

   L'élément est constitué par du chrome pur ou par un alliage chrome-vanadium ou chrome-manganèse. Le module d'élasticité du chrome pur présente en fonction de la température un    minimum   suivi d'un point d'inflexion à une température inférieure à son point de Néel (point de Néel du chrome pur : environ    400   C).

   La position de ce point de    Néel   et de l'anomalie élastique qui s'y rattache peut être variée dans l'échelle de température par l'addition soit de manganèse, qui hausse le point de Néel (environ    -1-      70--   C par    %      de      Mn).      soit      de      vanadium,      qui      l'abaisse      (environ      -90@,   C par 0/a de V).

Claims (1)

1. REVENDICATION Elément thermocompensé pour dispositif élaste- mécanique, pour applications en dehors. du domaine de la mesure du temps, en un matériau qui, dans l'intervalle de température d'utilisation, présente une anoma- lie du module d'élasticité en fonction de la temp#5rature, ayant comme conséquence un coefficient thermo-élasti- que demeurant voisin de zéro dans ledit intervalle, caractérisé en ce que le matériau est constitué par un métal ou un alliage antiferromagnétique dont le point de Néel,

   où le matériau passe de l'état antiferromagnétique à l'état paramagnétique, est situé dans ledit intervalle ou dans son voisinage. SOUS-REVENDICATIONS 1. Elément selon la revendication, caractérisé en ce que le matériau est constitué par un alliage de fer et de manganèse additionné d'au moins un stabilisant. 2. Elément selon la revendication, caractérisé en ce que le matériau est constitué par du chrome ou un alliage chrome-vanadium ou chrome-manganèse.