Mémoire Online: Etude thermodynamique d’alliages binaires a base de calcium

Sommaire: Etude thermodynamique d’alliages binaires a base de calcium

Introduction
CHAPITRE I: LES FONCTIONS DE L’EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE DANS LES ALLIAGES
I.1/ Les équations fondamentales de la thermodynamique
I.1.1/ L’énergie interne
I.1.2/ L’entropie
I.1.3/ Fonction de Helmotz ou l’énergie libre F
I.1.4/ Fonction de Gibbs ou l’enthalpie libre
I.1.5/ l’enthalpie H
I.2/ Les grandeurs molaire partielles
I.3/ Relation de Gibbs-Duhem
I.4/ Etude des équilibres entre phases
I.4.1/ Définition
I.4.2/ Les phases présentes dans les alliages métallique
I.4.2.1/ Phase Liquide
I.4.2.2/ Solution solide
I.4.2.3/ Phase intermédiaire et composé intermétallique
I.5/ Condition d’équilibre
I.5.1/ Introduction
I.5.2/ Uniformité des potentiels chimiques
I.6/ L’activité des éléments en solution
I.6.1/ L’activité
I.6.1.1/ L’activité d’une solution régulière  » loi de Raoult
I.6.1.2/ L’activité d’un solution diluée:  » loi Henry »
I.7/ Représentation des grandeurs partielles des enthalpie libre d’un système binaire
I.8/ Expression de l’enthalpies libre dans les différentes phases
I.8.1/Solution idéale
I.8.2/Solution régulière d’Hildebrand
I.8.3/Solution non régulière
I.9/ Principe de détermination des équilibres entre phases
I.9.1/ Diagramme à fuseau (solubilité illimitée)
I.9.2/ Diagramme avec palier eutectique
I.9.3/ Diagramme avec palier péritectique
I.9.4/ Diagrammes présentant une phase intermédiaire
I.9.5/ Diagrammes présentant un composé défini
I.9.6/ Diagrammes présentant une démixtion à l’état liquide
I.10/ Méthodes expérimentales d’établissement des diagrammes de phases
I.10.1/ L’analyse thermique simple (A.T.S)
I.10.1.1/L’appareillage de (A.T.S)
I.10.1.2/ Exemples des courbes d’analyse thermique simple
I.10.2/L’analyse thermique différentielle (A.T.D)
I.10.3/ La dilatomètre
I.10.4/ L’analyse radiocristallographie
I.10.5/ L’analyse micrographique
I.10.6/L’examen à la microsonde
CHAPITRE II: METHODES D’OPTIMISATION DES DIAGRAMMES BINAIRES
II.1/Introduction
II.2/ Principe de l’optimisation « méthode CALPHAD »
II.3/La modélisation thermodynamique par BATNABIN
II.3.1/Présentation
II.3.2/ L’optimisation
II.4/ Les formalismes thermodynamiques
II.4.1/Elément pur
II.4.2/ Phase stœchiométrique
II.4.3/Les solutions (phases non stœchiométriques)
II.5/ Les différentes équations traduisant les données lues sur un diagramme de phases expérimental
II.5.1/ Une seul phase non stœchiométrique
II.5.2/ Deux phases non stœchiométriques
II.6/ Détermination des points d’équilibre
II.6.1/ Sélection des d’équilibres stables
II.6.2/Détermination des températures des paliers d’invariances
CHAPITRE III : PROPRIÉTÉ ET APPLICATIONS DES ALLIAGES DE CALCIUM
III.1/ Introduction
III.2/ Le corps pur
III.3/ Présence de calcium
III.4/ Historique
III.5/ Préparations d’autrefois
III.6/Préparations modernes
III.7/ Propriété chimiques et physique de calcium
III.8/Les applications des alliage de calcium
III.8.1/Dans la métallurgie
III.8.2/Gaines pour câbles
III.8.3/Accumulateur
III.8.4/Engrais chimique
III.8.5/Salage routier
III.8.6/Craie
III.8.7/Plâtre
III.8.8/Ciment
III.9.9/Matière des charge pour du papier et pour des teintures
III.8.10/ Précautions d’emploi
III.7/ Propriétés de composés définis binaire des alliages à base de calcium
III.7.1/ Structures des composés définis des alliages binaires à base de Calcium
III.8/ Propriétés thermodynamique des composés définis
CHAPITRE VI: OPTIMISATION DE SYSTEMES BINAIRES A BASE DE CALCIUM
IV-1/Introduction
IV-2/ Etude du système (Al-Ca)
IV-2.1/Les informations introduites au programme
IV-2.2/Résultats de l’optimisation
IV-2.3/Discussion
IV-3/ Etude du système (Ca-In)
IV-3.1/Les informations introduites au programme
IV-3.2/Résultats de l’optimisation
IV-4/ Etude du système (Ca-Mg)
IV-4.1/Les informations introduite au programme
IV-4.2/Résultats de l’optimisation
IV-4.3/ Discussion
IV-5/ /Etude du système (Ca-Ni)
IV-5.1/Informations introduite au programme
IV-5.2/Résultats de l’optimisation
IV-6/Etude du système (Ca-Pb)
IV-6.1/Les informations introduite au programme
IV-6.2/ Résultats de l’optimisation
IV-2.2/Discussion des résultats
Conclusion
Annexe
Bibliographie

Extrait du mémoire

Introduction
Généralement les alliages ont les propriétés supérieures à celles des métaux purs et la métallurgie moderne consiste à contrôler ces propriétés pour les conformer aux besoins des bureaux d’études.
Lors de l’élaboration, le matériau cherche à tendre, plus ou moins vite, vers une situation d’équilibre qu’il faut donc connaître et maîtriser. On utilise pour cela les diagrammes d’équilibre de phases thermodynamique.
L’existence même des diagrammes d’équilibre découle des lois générales de la thermodynamique chimique. Depuis la mise en œuvre des moyens de calcul automatique, la thermodynamique chimique permet la modélisation numérique des diagrammes de
phases à partir de ses lois générales et ainsi de prévoir ou de confirmer quelles phases coexistent à l’état d’équilibre. On peut donc également rendre compte par le calcul des disparitions ou apparitions de phases dans un système, en fonction des variations de composition, et de température.
Cependant la thermodynamique est encore incapable aujourd’hui de prévoir a priori les phases susceptibles d’apparaître au sein du système si elles n’ont pas été préalablement identifiées expérimentalement, modélisées numériquement, puis introduites dans le calcul.
Nous avons choisies dans ce mémoire le cas des alliages binaires pour une étude thermodynamique, et plus précisément les alliages binaires à base de Calcium.
Le Calcium est un élément alcalino-terreux. Il est très abondant dans la croûte terrestre, il se trouve quasiment dans toutes les surfaces terrestres; mais on ne le trouve jamais à l’état de corps pur dans la nature, on ne le trouve que sous forme de nombreux composés, le plus important étant le carbonate de calcium (CaCO3).
Le Calcium est très important dans la métallurgie pour la fabrication de produits de grande valeur par le fait qu’il lie les oxydes et les sulfures ; et également très bien approprié pour la préparation des alliages destinés à super aimants et être ajouté au Plomb pauvre en Bismuth utilisés dans la fabrication de batteries propre.
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