4 • Les propriétés
mécaniques des métaux…
102
Annexe : La diffusion à l’état solide
ln (C r /C) = K/T × r
avec :
C = concentration dans le métal de base à l’équilibre,
C r = concentration dans le métal de base à l’interface avec une particule de rayon r,
K = paramètre dépendant de l’énergie d’interface et du volume atomique.
La concentration à l’interface C r est d’autant plus basse que r est grand
(lorsque le rayon de la particule est plus grand que le rayon critique).
Cette différence de concentration déclenche un processus de diffusion
(voir Annexe de ce chapitre) au sein du métal de base avec transport du
soluté du voisinage des petites particules vers les plus grosses; il apparaît ainsi :
• un déficit de soluté (par rapport à la concentration d’équilibre à l’interface) autour des petites particules, déficit qui est comblé par une redissolution de ces dernières qui vont progressivement disparaître,
• un excès de soluté (par rapport à la concentration d’équilibre à
l’interface) autour des grosses particules, excès qui est résorbé par
une nouvelle précipitation sur ces dernières qui grossissent donc.
Annexe : La diffusion à l’état solide
Dans un métal solide, les atomes peuvent se déplacer; la diffusion est le
phénomène qui régit ces déplacements. Elle peut être mise en évidence
en plaçant au contact étroit (après polissage et nettoyage) deux plaquettes
de métaux purs différents A et B dont on sait qu’ils sont solubles l’un dans
l’autre (exemple classique : Cu et Ni). On porte le tout à haute température (en restant à l’état solide) pendant quelques dizaines d’heures et,
après refroidissement, on réalise une coupe micrographique perpendiculaire à la surface de contact. On constate alors que (voir figure A4.1) :
– les deux plaquettes sont soudées;
– du cuivre est présent dans le nickel;
– du nickel est présent dans le cuivre.
mécaniques des métaux…
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Annexe : La diffusion à l’état solide
ln (C r /C) = K/T × r
avec :
C = concentration dans le métal de base à l’équilibre,
C r = concentration dans le métal de base à l’interface avec une particule de rayon r,
K = paramètre dépendant de l’énergie d’interface et du volume atomique.
La concentration à l’interface C r est d’autant plus basse que r est grand
(lorsque le rayon de la particule est plus grand que le rayon critique).
Cette différence de concentration déclenche un processus de diffusion
(voir Annexe de ce chapitre) au sein du métal de base avec transport du
soluté du voisinage des petites particules vers les plus grosses; il apparaît ainsi :
• un déficit de soluté (par rapport à la concentration d’équilibre à l’interface) autour des petites particules, déficit qui est comblé par une redissolution de ces dernières qui vont progressivement disparaître,
• un excès de soluté (par rapport à la concentration d’équilibre à
l’interface) autour des grosses particules, excès qui est résorbé par
une nouvelle précipitation sur ces dernières qui grossissent donc.
Annexe : La diffusion à l’état solide
Dans un métal solide, les atomes peuvent se déplacer; la diffusion est le
phénomène qui régit ces déplacements. Elle peut être mise en évidence
en plaçant au contact étroit (après polissage et nettoyage) deux plaquettes
de métaux purs différents A et B dont on sait qu’ils sont solubles l’un dans
l’autre (exemple classique : Cu et Ni). On porte le tout à haute température (en restant à l’état solide) pendant quelques dizaines d’heures et,
après refroidissement, on réalise une coupe micrographique perpendiculaire à la surface de contact. On constate alors que (voir figure A4.1) :
– les deux plaquettes sont soudées;
– du cuivre est présent dans le nickel;
– du nickel est présent dans le cuivre.