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Le contrôle et l’optimisation des propriétés d’usage des alliages métalliques est un problème crucial auquel sont confrontés les fabricants et utilisateurs de ces matériaux. Ces propriétés étant étroitement liées aux évolutions microstructurales subies par les matériaux au cours de leur élaboration ou en cours d’utilisation sous l’effet de différentes sollicitations, il est nécessaire de disposer d’outils de caractérisation adaptés permettant de suivre ces évolutions et de contrôler la microstructure : le pouvoir thermoélectrique fait partie de ces nouveaux outils.
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Exemples d’applications industrielles1. Le pouvoir thermoélectrique (ou PTE)
* Ingénieurs INSA
Docteurs en Sciences et Génie des matériaux
Maîtres de conférence
** Ingénieur INSA
Docteur ès Sciences
Professeur
Les auteurs travaillent au GEMPPM (Groupe d’études de métallurgie physique et de physique des matériaux)
La technique consistant à mesurer le Pouvoir Thermoélectrique (ou PTE) d’un matériau métallique s’avère particulièrement bien adaptée pour réaliser ce type de suivi et de contrôle. En effet, le PTE est une grandeur physique qui est très sensible aux défauts (atomes étrangers, précipités, dislocations...) pouvant être rencontrés dans la microstructure des alliages métalliques. Par ailleurs, par rapport à d’autres techniques (comme la résistivité électrique, par exemple), la mesure de PTE présente l’avantage d’être très simple et rapide à mettre en œuvre et d’être indépendante de la géométrie des échantillons utilisés.
De plus, à l’aide d’appareils de mesure adaptés, elle peut être utilisée pour contrôler de manière non destructive l’état microstructural de matériaux métalliques.
1.1 Principe
Lorsque l’on établit un gradient thermique aux jonctions d’un couple de métaux, un mouvement collectif d’électrons tend à apparaître. Le pouvoir thermoélectrique consiste en l’apparition d’une différence de potentiel électrique sous l’effet d’un gradient thermique appliqué aux jonctions d’un couple de métaux. Il s’agit de l’effet Seebeck . Ce dernier se manifeste dans un circuit constitué par deux métaux différents A et B, qui est schématisé sur la figure 1. Les deux jonctions entre les métaux A et B sont portées à des températures voisines T et T + dT. Il apparaît alors...
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