Rapport contribution a l’étude thermodynamique des diagrammes de phases binaires, tutoriel & résumé étude de l’influence de la température en pdf.

La thermodynamique des diagrammes de phases

Introduction

Les diagrammes d’équilibre de phases représentent, dans des conditions prévisibles par la thermodynamique, les domaines d’existence à l’équilibre des diverses phases qui se forment dans le système en fonction de sa composition chimique et des paramètres externes qui lui sont imposés. Ils permettent une visualisation rapide de l’état du système, puisque les propriétés des alliages dépendent largement des phases qui le constituent, on comprend l’intérêt d’une telle représentation qui permet de matérialiser les conditions d’obtention des phases souhaitées ou, à l’inverse, d’éviter la formation des phases indésirables. Les diagrammes d’équilibre constituent donc le document de base des métallurgistes, outil indispensable que l’on consulte en priorité.
La thermodynamique de l’équilibre ne prend pas en compte la cinétique nécessaire pour atteindre un équilibre, ni les mécanismes d’évolution vers cet équilibre, Ainsi les diagrammes de phases ne renseignent que sur la présence des phases à l’équilibre thermodynamique, en fonction de la composition de l’alliage et des conditions extérieures qui lui sont imposées, sans information sur la morphologie de ces phases : dimension et forme des microcristaux appelés« grains » ou répartition spatiale des mélanges polyphasés.

Alliage

D’une manière classique un alliage est un matériau à caractère métallique combinant un ou plusieurs métaux et éventuellement des éléments à caractère non métallique.
Maintenant on définit un alliage comme une combinaison d’atomes, ions où de molécules pour former un matériau dont les propriétés différent de celle des constituants Un alliage est généralement composé de plusieurs phases de taille microscopique ayant une composition et une structure différente.

Système

Un système est une partie de l’univers constituée par l’objet que l’on étudie. Lorsque on parle de système, on isole cet objet par la pensée du reste de l’univers qui est appelé milieu extérieur (son environnement).
D’une façon générale, les substances, dont nous voulons étudier l’évolution, vont constituer le système. Système isolé: n’échange ni matière ni énergie avec son environnement.
Système fermé: peut échanger de l’énergie avec son environnement, mais pas de matière.
Système ouvert: peut échanger de l’énergie et de la matière avec son environnement.

Loi des phases de Gibbs

Phase

Une phase est toute partie d’un système physiquement distinct des autres parties dont la composition (nature et concentration des constituants) et la structure cristalline est fixe et homogène dans tout son étendu.

Loi des phases de Gibbs

Cette loi fondamentale permet de calculer la variance et de définir l’état d’équilibre d’un système La règle des phases donne une relation entre le nombre c de constituants indépendants, le nombre de phases et le nombre minimum de variables nécessaire pour définir le système complètement La règle des phases de Gibbs est donnée par la formule suivante..
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Contribution a l’étude thermodynamique des diagrammes de phases binaires (1.55 MB) (Rapport PDF)