Lamiae
Sommaire: Etude thermodynamique d’alliages binaires a mémoire de forme
Introduction générale
Chapitre I: Généralités sur les transitions à l’état solide
I.1. Introduction
I.2. Transformations de phases
I.2.1. Transformation de phases en phase solide
I.2.1.a. Transformation par diffusion
I.2.1.b. Transformations sans diffusion (displasies)
I.3. Transformation martensitique
I.3.1. Définition
I.3.2. Les caractéristiques générales
I.3.3. Caractères géométriques et la théorie phénoménologique
I.3.4. La théorie phénoménologique
I.4. Transformations martensitiques thermoélastiques et nonthermoélastiques
I.5. Aspect thermodynamique de la transformation martensitique I.5.a. Température de transformation
I.5.b. Lhystérésis de la transformation
I.5.c. Létalement de la transformation
I.6. Les différentes classes de transformation martensitique
I.7. Thermodynamique de la transformation martensitiques thermo-élastique
I.7.a. Lenthalpie libre de la transformation G
I.8. Leffet de lapplication dune contrainte A M
I.8.a. Contrainte de restauration
I.9. Effet dauto-accommodation
I.10. Aspect cinétique de la transformation martensitique
I.10.a. Germination
I.10.b. Croissance
Chapitre II: Présentation des alliages à mémoire de forme
II.1. Introduction
II.2. Propriétés themomécaniques des alliages à mémoire de forme
II.2.1. Les effets mémoire de forme
II.2.1.1. Effet de mémoire de forme simple sens
II.2.1.2. Effet de mémoire de forme double sens
a. Effet mémoire double sens non assiste(EMDS)
b. Effet mémoire de forme double sens assisté (EMDSA)
II.2.2. Effet superélastique
II.2.3. Effet caoutchoutique
II.2.4. Effet damortissement
II.3. Evolution des propriétés des alliages à mémoire de forme
II.3.1. Fatigue thermomécanique
II.3.2. Vieillissement
II.4. Méthodes délaborations des alliages à mémoire de forme
II.5. Les familles des alliages à mémoire de forme
II.5.1. Les alliages à base de Ti-Ni
II.5.1.1. Aspect métallurgique
II.5.1.1.a. Mode délaboration
II.5.1.1.b. Le Diagramme déquilibre de Ti-Ni
II.5.1.2. Cristallographie de lalliage NiTi
II.5.1.2.a. La phase austénite
II.5.1.2.b. La phase martensitique
II.5.1.2.c. La phase R
II.5.1.3. Linfluence des éléments additionnées a. influence du fer en substitution au nickel (1 à 3% en poids, Ti50 Ni50x Fex)
b. influence du cuivre en substitution au nickel (5 à 15% en poids, Ti50 Ni50x Cux)
c. influence dautres éléments
II.5.1.4. Linfluence du traitement
II.5.2. Les alliages à base de fer
II.5.2.a. Lalliage Fe-Mn-Si-(Ni-Cr)
II.5.3. Les alliages à base de cuivre
II.5.3.1. Les phases déquilibre
II.5.3.1.1. Structure haute température (phase austénitique) II.5.3.1.2. Structure basse température (phase martensitique)
II.5.3.2. Lalliage CU-Zn-Al
II.5.4. Les autres alliages à mémoire de forme
II.5.4.1. Nickel-aluminium
II.5.4.2. Titane
II.5.4.3. Les alliages à transformation martensitique induite par un
champ magnétique
II.5.4.4. Céramiques
Chapitre III: Les notions thermodynamiques
III.1. Quelques définitions
III.1.1. Variables thermodynamiques
III.1.2. Fonction thermodynamique
III.1.3. Eta dune substance
III.1.4. Le système thermodynamique
III.1.5. Une phase.
III.1.6. Lentropie
III.1.7. Lenthalpie
III.2. Les équations fondamentales thermodynamiques
III.3. Les grandeurs molaires partielles
III.4. Les potentiels thermodynamiques
III.4.1. Fonction de Gibbs
III.4.2. Lenthalpie libre partielle (potentiel chimique)
III.5. Les différents types de solutions solides
1. Solution solide de substitution
2. Solution solide dinsertion
III.5.1. Variation de lentropie dune solution solide
III.5.1.a. La variation de lenthalpie dune solution solide
III.5.1.b. La variation de lenthalpie libre
III.5.2. Lexpression de lenthalpie libre dans des différents types de
solutions
III.5.2.a. La fonction denthalpie libre dans les différents phases III.5.2.b. Létat déquilibre
III.6. Conditions de stabilité
III.7. Lactivité
III.8. Relations entre les courbes denthalpie libre et les diagrammes
III.8.1. Les alliages présentant une miscibilité totale (cas dun seul fuseau)
III.8.2. Diagramme des alliages présentant une miscibilité limité à létat solide et total à létat liquide (eutectique ou péritectique)
Chapitre IV: Modélisation et calcul des diagrammes de phases
IV.1. Introduction
IV.2. L’enthalpie libre dans des différents phases
IV.3. La détermination des limites des phases
IV.4. Approximation de l’enthalpie libre
IV.5. L’expression des grandeurs thermodynamiques de chaque type de solutions
IV.5.a. La phase liquide
IV.5.b. La phase solide non stchiométrique
IV.6. Mise en équation des données
IV.6.1. Nature d’inconnus à déterminer
IV.6.2. Types des données
IV.6.2.a. Données relatives aux corps purs
IV.6.2.b. Données relatives aux composés définis
IV.6.2.c. Données thermodynamiques relatives aux phases
IV.6.2.d. Données relatives aux diagrammes déquilibres
expérimentaux
IV.7. Les différentes équations déterminant les cas déquilibre
IV.7.1. Cas de deux types non stchiométriques
IV.7.2. Cas déquilibre entre une phase stchiométrique et une phase non stchiométrique
IV.7.2.1. Cas où est un cmposé défini
IV.7.2.1. Cas où est un constituant pur
IV.8. Résolution du système déquations sur déterminé
IV.8.1. Méthode de résolution
IV.8.2.La résolution du système avec des équations pondérées
IV.9. La restitution du diagrammes de phases
IV.9.1. Calcul des points déquilibre stables et métastables
IV.9.1.1. Léquilibre entre deux phases non stchiométrique
IV.9.1.2. Equilibre entre une phase stchiométrique et une autre non
stchiométrique
IV.9.2. Sélection des points déquilibre stables
IV.9.3. Détermination des coordonnés des paliers dinvariances
IV.9.3.1. Trois phases stchiométriques
IV.9.3.2. Une phase non stchiométrique () et deux phases stchiométriques ( et )
IV.9.3.3. Deux phases non stchiométriques ( et ) et une phase stchiométrique ()
IV.9.3.4. Trois phases non stchiométriques
Chapitre V: Etablissement des diagrammes de phases des AFM par calcul
V.1. Introduction
V.2. Présentation des systèmes binaires étudiés pris come un exemples dessai
V.2.1. Etude du système Al-Sb
V.2.1.1. Informations relatives au système Al-Sb introduites au programme
V.2.1.2. Résultats obtenus
V.2.1.3. Discussions des résultats
V.2.2. Etude du système Si-W
V.2.2.1.Informations relatives au système Si-W introduites au programme
V.2.2.2. Résultats obtenus
V.2.2.3. Discussions des résultats
V.3. Etude du système Ti-Ni
V.3.1. Les information introduites au programme
V.3.2 Résultats obtenus
V.3.3. Discussions des résultats
Conclusion générale
Références Bibliographique
♣ Extrait du mémoire
Chapitre I: Généralités sur les transitions à l’état solide
…………
I.2. Transformation de phase
Etude thermodynamique
La transformation de phase est un changement des propriétés du système étudié, provoquée par la variation d’un paramètre extérieur particulier (température,…) ou par l’application d’une contrainte.
Cette transformation a lieu lorsque ces paramètres atteignent une valeur seuil. La présence ou non de la transformation de phases est réglée par la thermodynamique et le << comment >> de cette transformation est largement imposé par la cinétique.
I.2.1. Transformation de phase en phase solide
Elle est soumise aux mêmes règles que la transformation du liquide en solide « la solidification « , elle nécessite une surfusion pour former des germes stables, et la croissance de la phase est, à une exception importante prés, dépendante de la diffusion.
La présence des surfaces internes et imperfection facilite beaucoup la germination, par contre la diffusion dans les corps solides est plus lente que dans les liquides mais elle a une grande importance.
La transformation de phase en états solides peut se divises en deux groupes:
I.2.1.a. Transformations par diffusion
Ce sont des transformations qui permettent à une nouvelle phase de se former par la rupture des liaisons atomiques de la phase mère et de la redistribution anarchique des atomes à l’intérieur du solide après qu’elles se déplacent aléatoirement sur des longues distances. Dans ce type de transformation, la diffusion joue un rôle important ce qui explique leur indépendance de la température et le temps.
I.2.1.b. Transformations sans diffusion (displasives)
On les appelle aussi, transformations athermiques, ne nécessitent pas une diffusion d’atomes sur une longue distance mais des déplacements d’un grand nombre de ces dernières, a faible amplitude (10-1 distance inter-atomique). Dans ces transformations il n’y a pas de modification de composition chimique et elles se propagent généralement de façon indépendante du temps et la quantité de la phase formée ne dépend que du niveau de la température. On note que, les transformations displasives peuvent exister à toute température lors de chauffage ou refroidissement très rapides.
………….
