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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 353 — #361
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ACTIVITÉ DOCUMENTAIRE
MOTS-CLÉS
• alliages
• compacité
• coordinence
• cristal covalent
• cristal ionique
• habitabilité
• maille de structure
• maille hexagonale
• maille multiple
• nœud du réseau
• paramètre de maille
• site octaédrique
• site tétraédrique
• cubique faces centrées
Activité documentaire : les alliages
Les alliages sont des solides constitués par plusieurs métaux, ou obtenus par addition d’un non-métal (type carbone ou bore) à un métal. Les propriétés physiques
des alliages peuvent être très différentes de celles observées pour les corps purs
constituant l’alliage. Différents types d’alliages sont rencontrés, et nous décrirons
quelques alliages particuliers utilisés par l’industrie (en particulier l’industrie aéronautique).
Alliages d’insertion ou de substitution
On rencontre des alliages d’insertion et des alliages de substitution. Ces qualificatifs
décrivent la construction géométrique des alliages à partir de la structure du corps
pur solide de l’élément majoritaire.
Alliages de substitution
Ces alliages sont obtenus à partir d’un métal M, et en remplaçant progressivement
les atomes M de la structure cristallographique par des atomes X. Un exemple rencontré est l’alliage Au-Ag. Les deux métaux purs cristallisent dans un système cubique à faces centrées, avec des rayons atomiques comparables (144,2 pm pour l’or
et 143,2 pm pour l’argent). Nous noterons ainsi que des alliages de substitution sont
rencontrés pour des atomes de taille comparable. De la même façon, l’or Au forme
un alliage avec le cuivre Cu, avec un rapport Au/Cu égal à 1/3. Une forme ordonnée
de cet alliage peut être observée, elle est de type cubique, les atomes d’or occupent
les sommets de la maille cubique et les atomes de cuivre se situent au centre de
chacune des faces de la maille cubique. Les atomes d’or situés aux sommets de la
maille comptent pour 8 ×
1
8
, ce qui fait un atome d’or par maille, et les atomes de
cuivre situés au centre de chacune des faces comptent pour 6 ×
1
2
, ce qui fait trois
atomes de cuivre par maille.
Un alliage peut présenter une structure cristallographique qui évolue avec la quantité
d’atomes substituant les atomes métalliques de la structure initiale. Considérons à
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MOTS-CLÉS
• alliages
• compacité
• coordinence
• cristal covalent
• cristal ionique
• habitabilité
• maille de structure
• maille hexagonale
• maille multiple
• nœud du réseau
• paramètre de maille
• site octaédrique
• site tétraédrique
• cubique faces centrées
Activité documentaire : les alliages
Les alliages sont des solides constitués par plusieurs métaux, ou obtenus par addition d’un non-métal (type carbone ou bore) à un métal. Les propriétés physiques
des alliages peuvent être très différentes de celles observées pour les corps purs
constituant l’alliage. Différents types d’alliages sont rencontrés, et nous décrirons
quelques alliages particuliers utilisés par l’industrie (en particulier l’industrie aéronautique).
Alliages d’insertion ou de substitution
On rencontre des alliages d’insertion et des alliages de substitution. Ces qualificatifs
décrivent la construction géométrique des alliages à partir de la structure du corps
pur solide de l’élément majoritaire.
Alliages de substitution
Ces alliages sont obtenus à partir d’un métal M, et en remplaçant progressivement
les atomes M de la structure cristallographique par des atomes X. Un exemple rencontré est l’alliage Au-Ag. Les deux métaux purs cristallisent dans un système cubique à faces centrées, avec des rayons atomiques comparables (144,2 pm pour l’or
et 143,2 pm pour l’argent). Nous noterons ainsi que des alliages de substitution sont
rencontrés pour des atomes de taille comparable. De la même façon, l’or Au forme
un alliage avec le cuivre Cu, avec un rapport Au/Cu égal à 1/3. Une forme ordonnée
de cet alliage peut être observée, elle est de type cubique, les atomes d’or occupent
les sommets de la maille cubique et les atomes de cuivre se situent au centre de
chacune des faces de la maille cubique. Les atomes d’or situés aux sommets de la
maille comptent pour 8 ×
1
8
, ce qui fait un atome d’or par maille, et les atomes de
cuivre situés au centre de chacune des faces comptent pour 6 ×
1
2
, ce qui fait trois
atomes de cuivre par maille.
Un alliage peut présenter une structure cristallographique qui évolue avec la quantité
d’atomes substituant les atomes métalliques de la structure initiale. Considérons à
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