La magnétostriction est un phénomène où un matériau modifie sa forme ou ses dimensions en réponse à un champ magnétique. Cet effet peut être utilisé pour produire des vibrations à ultrasons, qui sont des ondes sonores avec des fréquences supérieures à la plage d'audition humaine (généralement supérieure à 20 kHz).
Voici comment cela fonctionne:
1. Matériel magnétostrictif: Certains matériaux, comme le nickel, le fer et certains alliages, présentent de fortes propriétés magnétostrictives. Cela signifie qu'ils changent considérablement leur forme lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique.
2. Champ magnétique en alternance: Une bobine enroulée autour du matériau magnétostrictif est sous tension avec un courant alternatif (AC). Cela crée un champ magnétique alterné qui change rapidement la direction et la force.
3. Modifications de forme: Comme le champ magnétique oscille, le matériau magnétostrictif se développe et se contracte en synchronisation avec les variations de champ. Ces changements dimensionnels rapides génèrent des vibrations mécaniques.
4. vagues à ultrasons: Si la fréquence du courant CA est suffisamment élevée (généralement dans la gamme KHZ), les vibrations mécaniques produites par le matériau magnétostrictif deviennent des ondes ultrasoniques.
Avantages des transducteurs magnétostrictifs:
* Sortie à puissance haute: Les transducteurs magnétostrictifs peuvent générer des ondes ultrasoniques de haute puissance, adaptées aux applications industrielles comme le nettoyage, le soudage et l'usinage.
* fiabilité et durabilité: Les matériaux magnétostrictifs sont robustes et peuvent résister à des environnements sévères.
* large plage de fréquences: Les transducteurs magnétostrictifs peuvent être conçus pour fonctionner sur une large gamme de fréquences ultrasoniques.
Inconvénients des transducteurs magnétostrictifs:
* Efficacité limitée: Par rapport aux transducteurs piézoélectriques, les transducteurs magnétostrictifs ont une efficacité de conversion énergétique plus faible.
* Sensibilité à la température: L'effet magnétostrictif est sensible aux variations de température, ce qui peut affecter les performances du transducteur.
Applications de l'échographie magnétostrictive:
* Nettoyage à ultrasons: Élimine la saleté et les contaminants de divers matériaux et surfaces.
* Soudage à ultrasons: Rejoindre les métaux et les plastiques sans avoir besoin de chaleur ou d'adhésifs.
* Usinage à ultrasons: Retirer précisément le matériel d'une pièce.
* Détection par défaut ultrasonique: Localisation des défauts et des imperfections dans les matériaux.
* Sonochimie: En utilisant des ondes ultrasoniques pour améliorer les réactions chimiques.
En conclusion, la magnétostriction fournit une méthode pour générer des ondes à ultrasons en exploitant les changements de forme des matériaux en réponse aux champs magnétiques. Cette technologie a de nombreuses applications industrielles et scientifiques, permettant un transfert d'énergie efficace et un contrôle précis sur les ondes sonores générées.
