1 • Des atomes
aux métaux polycristallins
14
1.4 La structure des métaux solides
Il faut noter que ces structures cristallines très stables sont uniques pour
un métal donné à une température fixée mais, pour certains métaux,
elles changent lorsque la température varie :
– le cobalt, HC à 20°→ CFC à 427 °C;
– le fer, CC à 20°→ CFC à 912 °C → CC à 1 394 °C;
– le titane, HC à 20°→ CC à 883 °C.
On parle alors de polymorphisme ou d’allotropie et on dit qu’un tel
métal change d’état allotropique suivant la température.
Dans les trois types de mailles cristallines métalliques (cubique centré,
cubique faces centrées et hexagonal) on utilise des systèmes de caractérisation des positions des nœuds, de certains alignements de nœuds et des
différents plans qui sont décrits en annexe de ce chapitre. Ils permettent
d’utiliser des symboles simples pour situer ces divers éléments dans
l’espace.
Dans un métal il est souvent commode d’assigner aux atomes un
volume sphérique arbitraire; on suppose (voir § 1.1) que le rayon de la
sphère est égal à la demi-distance entre deux atomes voisins les plus
rapprochés; ce rayon atomique diffère bien entendu pour chaque métal
et chaque état allotropique d’un même métal :
Al (CFC)
r = 0,143 nm;
Ti (HC)
r = 0,147 nm;
Figure 1.6 – Maille hexagonale compacte.
aux métaux polycristallins
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1.4 La structure des métaux solides
Il faut noter que ces structures cristallines très stables sont uniques pour
un métal donné à une température fixée mais, pour certains métaux,
elles changent lorsque la température varie :
– le cobalt, HC à 20°→ CFC à 427 °C;
– le fer, CC à 20°→ CFC à 912 °C → CC à 1 394 °C;
– le titane, HC à 20°→ CC à 883 °C.
On parle alors de polymorphisme ou d’allotropie et on dit qu’un tel
métal change d’état allotropique suivant la température.
Dans les trois types de mailles cristallines métalliques (cubique centré,
cubique faces centrées et hexagonal) on utilise des systèmes de caractérisation des positions des nœuds, de certains alignements de nœuds et des
différents plans qui sont décrits en annexe de ce chapitre. Ils permettent
d’utiliser des symboles simples pour situer ces divers éléments dans
l’espace.
Dans un métal il est souvent commode d’assigner aux atomes un
volume sphérique arbitraire; on suppose (voir § 1.1) que le rayon de la
sphère est égal à la demi-distance entre deux atomes voisins les plus
rapprochés; ce rayon atomique diffère bien entendu pour chaque métal
et chaque état allotropique d’un même métal :
Al (CFC)
r = 0,143 nm;
Ti (HC)
r = 0,147 nm;
Figure 1.6 – Maille hexagonale compacte.