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Plasmons de surface : principes physiques et applications

| Réf : M55 v3

Diffusion à l’état solide
Diffusion dans les métaux

Auteur(s) : Pierre GUIRALDENQ

Date de publication : 10 avr. 1994

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Solidification - Cristallisation et microstructures

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Présentation

1. Diffusion à l’état solide

1.1 Généralités

Les phénomènes de diffusion à l’état solide correspondent à des sauts effectués par les atomes dans les défauts du cristal, sous l’effet de l’agitation thermique (cf. articles L’état métallique L’état métallique- Introduction L’état métallique- Propriétés atomiques L’état métallique- Propriétés électroniques et physiques L’état métallique- Déformation plastique dans le présent traité).

Alors que les vitesses de migration des atomes dans les gaz ou dans les liquides sont pratiquement visibles à l’échelle macroscopique, il est rare sur un métal de voir, à la température ambiante, l’évolution de ses propriétés par suite d’un phénomène de diffusion. Ce n’est qu’à haute température, entre T_f/2 et T_f , T_f étant la température de fusion, que le transport des atomes prend de l’importance à grande distance dans le réseau cristallin. La diffusion est un phénomène important, qui est à la base de tous les traitements thermiques industriels conditionnant les propriétés structurales des matériaux en service.

C’est en 1855 que les bases théoriques des phénomènes de diffusion ont été établies par Fick : elles expriment, au même titre qu’un flux de chaleur...

BIBLIOGRAPHIE

(1) - ZENER (C.) - * - Journal of Applied Physics, 22, p. 372 (1951).
(2) - WERT (C.), ZENER (C.) - Coefficients de diffusion atomique interstitielle. - Phys. Review, 76, p. 1169 (1949).
(3) - ASKILL (J.), GIBBS (G.B.) - * - Phys. Stat. Sol., 11, p. 557 (1965).
(4) - ADDA (Y.), DOAN (N.V.), RONTIKIS (V.) - Simulation of diffusion in solids. Diffusion in metals and alloys - DIMETA 88 (cf. ouvrages généraux), p. 105 à 126, 10 fig., 8 tabl. (76 réf.).
(5) - LE CLAIRE (A.D.) - On the theory of impurity diffusion in metals - (Théorie de la diffusion des impuretés dans les métaux). Philosophical Mag. (GB), no 7, p. 141-67, 4 tabl. bibl. (54 réf.) (1962).
(6) - LE CLAIRE (A.D.), LIDIARD (A.B.) - * - Phil. Mag., 1, p. 518...

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - DIFFUSION À L’ÉTAT SOLIDE

1.1 - Généralités
1.2 - Mécanismes élémentaires de la diffusion
1.3 - Courts-circuits de diffusion
1.4 - Diffusion chimique. Étude des couples de diffusion

2 - DIFFUSION DANS LES MÉTAUX LIQUIDES

2.1 - Modèles de diffusion
2.2 - Valeurs d’autodiffusion

3 - DIFFUSION DES GAZ DANS LES MÉTAUX

4 - DIFFUSION EN RÉGIME FORCÉ

4.1 - Diffusion dans un gradient de concentration
4.2 - Diffusion sous pression
4.3 - Diffusion en présence d’un gradient de température (thermotransport)
4.4 - Diffusion en présence d’un champ électrique
4.5 - Diffusion sous irradiation
4.6 - Diffusion sous l’effet des ultrasons

5 - MÉTHODES D’ÉTUDE DE LA DIFFUSION

5.1 - Généralités
5.2 - Principe du calcul
5.3 - Méthodes physiques d’analyse des coefficients de diffusion à l’état solide
5.4 - Mesure de la diffusion des gaz dans les métaux
5.5 - Mesure de la diffusion dans les métaux liquides

6 - DONNÉES NUMÉRIQUES SUR LA DIFFUSION

6.1 - Relation entre les constantes d’autodiffusion et d’autres propriétés physiques
6.2 - Diffusion des impuretés (hétérodiffusion à dilution infinie)
6.3 - Diffusion dans les alliages concentrés
6.4 - Diffusion dans les composés à propriétés particulières

$Constante d’autodiffusion en volume dans quelques carbures réfractaires [94] [143]$
6.5 - Diffusion des gaz dans les métaux
6.6 - Diffusion dans les alliages amorphes
6.7 - Diffusion dans les matériaux nanocristallins