Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les métaux et leurs alliages se caractérisent par le fait que ce sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, contrairement aux éléments non métalliques. Ces deux caractéristiques essentielles différencient les métaux des non-métaux, et l'origine de cet écart est à rechercher dans la structure électronique de l'élément et la nature de sa liaison chimique. Avant de présenter des valeurs numériques de la résistivité, le présent article étudie les méthodes de mesure de la résistivité, et l'influence des paramètres sur celle-ci, paramètres propres au matériau ainsi que paramètres d'environnement.
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Metals and their alloys are specific in that they are excellent conductors of heat and electricity, contrarily to non-metallic elements . These two essential characteristics differentiate metals from non-metals and the origin of this difference is to be found in the electronic structure of the element and the nature of its chemical bond. Before presenting the numerical values of resistivity, this article studies the methods for measuring resistivity and the influence of parameters on the latter; these parameters can be specific to the material or environmental.
Auteur(s)
-
Jean-Charles DELOMEL : Maître-ès-sciences, Docteur de 3 cycle - Ancien directeur de la R&D de la division Conducteurs de la société Nexans
INTRODUCTION
Les métaux et leurs alliages se caractérisent par le fait que ce sont de bons conducteurs de chaleur et d'électricité, contrairement aux éléments non métalliques. Ces deux caractéristiques essentielles différencient les métaux des non-métaux, et l'origine de cet écart est à rechercher dans la structure électronique de l'élément et la nature de sa liaison chimique.
Avant de présenter des valeurs numériques de la résistivité, le présent article étudie les méthodes de mesure de la résistivité, et l'influence des paramètres sur celle-ci, paramètres propres au matériau ainsi que paramètres d'environnement.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1988 par Michel FALLOU
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Influence des facteurs environnementaux3. Influence de l'état physico-chimique du matériau
Les valeurs de résistivité sont expérimentales et ne sont donc qu'une approche plus ou moins satisfaisante de la valeur intrinsèque du matériau. La résistivité est en effet profondément influencée par la présence d'éléments étrangers, même à l'état de traces, ainsi que par l'état structural du matériau, résultat des traitements mécaniques et thermiques antérieurs.
3.1 Composition chimique
Les atomes étrangers, chimiquement différents du métal de base, sont toujours présents car on ne peut obtenir un métal idéalement pur. À ce stade, les concentrations en impuretés s'évaluent en général en partie par million (ppm), soit 10–4 %, ce qui correspond à une concentration de 1 g/t ; certaines impuretés peuvent avoir une influence non négligeable dès ce seuil. L'addition d'un élément étranger soluble dans un métal pur peut se faire sans modification de la structure cristalline. L'élément étranger entre en solution dans le métal de base et forme ainsi une solution solide. L'élément étranger est un élément d'alliage. Dans certains cas, la solubilité réciproque des deux éléments peut être totale, dans d'autres cas, elle est limitée à une concentration au-delà de laquelle les phases en présence évoluent notablement avec une possibilité de modification du réseau cristallin. Il peut également se former des composés intermédiaires sur un intervalle plus ou moins large de concentration. Ces phénomènes constituent la base de la métallurgie des alliages.
Les atomes étrangers dans le réseau du métal de base sont soit en position d'insertion, soit en position de substitution. Les atomes en insertion sont d'un petit diamètre et concernent surtout les non-métaux tels que H, N, O, C... Par contre, les atomes en substitution peuvent avoir une taille supérieure à celle de l'atome de base. Leur solubilité dépend de leur taille et de leur structure électronique selon les règles de Hume-Rothery. La principale règle dite des 15 % fixe à cette valeur l'écart maximum de taille des atomes B dans un métal A pour que le métal B ait une solubilité importante dans le métal A (condition nécessaire mais non suffisante).
L'influence des atomes étrangers s'exerce sur l'ensemble des propriétés physiques du matériau et évidemment...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FALLOU (M.) - Résistivité des métaux. - Résistivité des métaux et alliages[K 710v2] Techniques de l'Ingénieur, Constantes électriques, janv. 1998.
-
(2) - PASCAL (P.) - Nouveau traité de chimie minérale. - Masson et Cie (1958).
-
(3) - * - Documentation technique sur l'aluminium et les alliages d'aluminium. Péchiney Paris.
-
(4) - TELLIER (C.), TOSSIER (A.) - Paramètres physiques obtenus par mesure de conductions électriques de couches métalliques minces. - Séminaire de la SFV (Société Française du Vide), Les Arcs, 23 janv. 1978.
-
(5) - LIDE (D.R.) editor - CRC Handbook of chemistry and physics. - CRC Press, Inc. Boca Raton Florida, 88th edition (2007-2008). http://www.hbcpnetbase.com/
-
(6) - ROSENTHAL (D.), ASIMOW (R.) - Introduction...
NORMES
-
Cuivre et alliages de cuivre. Fil machine en cuivre - NF EN 1977 - 06-98
-
Aluminium et alliages d'aluminium. Fil machine pour usages électriques - NF EN 1715-2 - 11-97
-
Méthode de mesure de la résistivité des matériaux métalliques - CEI 60468 - 01-74
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