La science du blindage électronique
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La revue spécialisée consacrée au nickel et à ses applications |
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DES MICROSCOPES ÉLECTRONIQUES À BALAYAGE tels que celui-ci sont recouverts d’un deuxième boîtier fait d’un
alliage de nickel à haute perméabilité qui absorbe les champs magnétiques. |
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Un alliage de nickel protège des microscopes électroniques de l’interférence magnétique
Par Carroll McCormick
Revue Nickel, novembre 2005 -- Les microscopes électroniques sont largement utilisés dans les laboratoires scientifiques mais également dans les usines où l’on fabrique des semiconducteurs (plus particulièrement pour inspecter des structures cristallines) et ils sont d’une grande sensibilité. Il suffit qu’un transformateur ou qu’un wagon de métro, c’est-à-dire une source magnétique, soit à proximité pour créer une interférence. La solution à ce problème consiste à construire un écran métallique à base de nickel qui absorbe le champ magnétique entourant le microscope.
La société The MuShield Company (New Hampshire, États-Unis) conçoit et fabrique des écrans magnétiques de Mumetal, un alliage hautement perméable dont la teneur en nickel est de 77 %, qui protège les microscopes contre l’interférence magnétique. Le Mumetal forme un « espace de moindre résistance » pour le champ magnétique et absorbe ce dernier.
Parmi ses clients, MuShield compte notamment la société Japan Electro Optics Ltd., qui fabrique des microscopes électroniques. La proportion de blindage requise dépend de l’emplacement du microscope et de la quantité d’interférence à laquelle l’appareil est exposé. « Les microscopes électroniques comportent déjà un blindage intégré, mais il arrive que ce ne soit pas suffisant, » affirme M. David Grilli, ingénieur principal à la société MuShield.
L’aptitude d’un métal à absorber l’interférence magnétique s’appelle la « perméabilité », qui est déterminée par le mode de traitement du métal. Dans le cas du Mumetal, le traitement est tel qu’il donne au matériau un champ magnétique global non nul.
« La perméabilité d’une matière dépend de la résultante des moments magnétiques dus au spin des électrons, explique M. Grilli. Dans la plupart des matériaux, les moments magnétiques s’annulent alors que dans le cas du Mumetal, les moments magnétiques s’orientent plus dans une direction que dans une autre. Le nickel est l’un des métaux qui comportent des propriétés magnétiques. Certains métaux sont conçus pour avoir une perméabilité plus élevée dans une certaine direction. Le Mumetal est traité de façon à pouvoir être traversé par un champ magnétique dans n’importe quelle direction. »
Quand l’interférence est trop forte, un blindage de Mumetal peut devenir saturé et cesser d’agir. Toutefois, dans la plupart des applications, il s’agit du métal idéal pour rediriger et absorber un flux magnétique. L’alliage est offert sous forme de tôles, de feuilles, de barres circulaires, de plaques, de pièces forgées et de tuyaux, dans une variété d’épaisseurs, de diamètres, de longueurs et de largeurs. Cette diversité est toute à l’avantage de la société MuShield, qui doit concevoir et fabriquer des blindages aux formes complexes afin de répondre aux besoins de ses divers clients. Dans chaque cas, le blindage s’installe par-dessus le microscope comme un deuxième boîtier.
Selon la société MuShield, les formes sphériques sont idéales, mais rarement pratiques. La deuxième plus efficace est la forme cylindrique avec un rapport longueur/diamètre de 4/1. Les surfaces arrondies, y compris les coins très arrondis, se prêtent le mieux à l’absorption magnétique. Une grande surface plate est la moins efficace dans ce domaine, d’autant plus si sa position est proche de l’angle droit par rapport au vecteur champ magnétique.
Selon M. Grilli, on évalue le marché international du blindage magnétique entre 50 et 100 millions de dollars US par année et ce marché comprend également des applications telles que les boîtiers de gyroscopes à fibre optique ainsi que d’autres appareils utilisés à des fins médicales, les tubes de multiplicateurs de caméras de télévision et certains produits informatiques. On utilise aussi les blindages pour protéger les appareils électroniques des champs de rayonnement.
Carroll McCormick est un collaborateur indépendant établi à Montréal.
ILLUSTRATIONS : JEOL U.S.A.
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The MuShield Company P.O. Box 5045 Manchester, NH 03108-5045 États-Unis Téléphone : 1 603 666-4433 Télécopieur : 1 603 666-4013 Adresse électronique : info@mushield.com Site Web : www.mushield.com |
