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1 - STRUCTURE ATOMIQUE

2 - DÉFAUTS DE STRUCTURE DANS LES MÉTAUX ET ALLIAGES

3 - DIFFUSION ATOMIQUE

4 - TRANSFORMATIONS AVEC CHANGEMENT DE PHASE

Article de référence | Réf : M35 v1

Structure atomique
L’état métallique - Propriétés atomiques

Auteur(s) : Charles-Henri de NOVION, Daniel LESUEUR

Relu et validé le 17 déc. 2019

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Auteur(s)

  • Charles-Henri de NOVION : Ingénieur Civil des Mines, Docteur ès Sciences - Ingénieur à la Section d’Étude des Solides Irradiés au Centre d’Études Nucléaires de Fontenay‐aux‐Roses (CEN-FAR)

  • Daniel LESUEUR : Ingénieur des Arts et Manufactures, Docteur ès Sciences - Ingénieur à la Section d’Étude des Solides Irradiés au CEN-FAR

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INTRODUCTION

Dans cet article, nous traiterons de la structure et des propriétés atomiques des métaux et alliages.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m35


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1. Structure atomique

Les cristaux métalliques naturels présentent des formes géométriques relativement simples, limitées par des plans, et sont connus depuis des siècles. On peut également en fabriquer en laboratoire, par exemple par croissance à partir d’un germe placé dans une solution solide sursaturée. Par diffraction de rayons X, neutrons ou électrons, on montre que la structure microscopique de tels cristaux est celle de réseaux périodiques tridimensionnels d’atomes : on parle alors de structure cristalline. Une des preuves les plus spectaculaires de cette structure cristalline est constituée par les images de pointes métalliques obtenues par les microscopes à émission (figure 1).

En réalité, les échantillons métalliques usuels ne ressemblent pas à des cristaux mais, si leur surface est correctement préparée et examinée sous le microscope optique, on observe une structure granulaire appelée microstructure. La diffraction de rayons X montre que chacun de ces grains est un cristal de surface irrégulière : l’échantillon est alors dit polycristallin. Dans le cas d’un métal pur, les grains ont des formes et des tailles voisines, mais des orientations variées. Taille et forme de grains dépendent des traitements thermiques et mécaniques antérieurs. Les tailles typiques de grains métalliques varient du micron au millimètre. Lorsque les grains ont des orientations privilégiées, on dit que le métal possède une texture et ses propriétés ne sont alors plus isotropes.

Nota :

les notions de cristallographie et de thermodynamique, sur lesquelles s’appuie ce paragraphe, sont développées dans les articles spécialisés du traité Sciences fondamentales. Le lecteur pourra aussi se reporter à l’article Métallographie par diffraction des rayons X, des électrons et des neutrons [M 100] du présent traité.

1.1 Rappels de cristallographie

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1.1.1 Géométrie de la structure cristalline

Il...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PARIS (D.), LESBATS (P.), LEVY (J.) -   An investigation of the distribution of vacancies in an ordered Fe‐Al alloy by field ion microscopy.  -  Scripta Metallurgica (USA), 9, p. 1373-8 (1975).

  • (2) - SEEGER (A.) -   Investigation of point defects in equilibrium concentrations with particular reference to positron annihilation techniques (Recherches sur les défauts ponctuels en concentrations d’équilibre. Étude par annihilation de positions).  -  J. of Physics F : Metal Physics (GB), 3, no 2, p. 248-94 (1973).

  • (3) - SCHILLING (W.), SONNENBERG (A.) -   Recovery of irradiated and quenched metals (Recuits des métaux irradiés et trempés).  -  J. of Physics F : Metal Physics (GB), 3, no 2, p. 322-50 (1973).

  • (4) - ALAMO (A.), LEFEBVRE (J.M.), SOULLARD (J.) -   Déformation plastique du bioxyde d’uranium : observation des sous‐structures de dislocations.  -  J. Nuclear Materials (NL), 75, no 1, p. 145-53 (1978).

  • (5) - QUÉRÉ (Y.), UGGERHOJ (E.) -   The use of accelerators to obtain channelling micrographs of polycrystalline foils.  -  ...

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