Thermodynamique des matériaux et des surfaces

A l'issue de l'enseignement, l'étudiant doit être capable de décrire d'un point de vue thermodynamique un liquide ou un solide pouvant être polyphasé ou polycristallin. Cela signifie qu'il doit être capable de définir une phase, un mélange de phase, de calculer les enthalpies libres associées, de calculer l'activité d'une espèce. Il doit savoir compléter les diagrammes de phases binaires (tous) et ternaires (les plus simples), éventuellement dessiner les zones peu détaillées à l'échelle de la représentation. Il doit aussi pouvoir expliquer la formation de la microstructure d'un alliage métallique ou d'un matériau inorganique à partir de ces diagrammes et pouvoir les utiliser pour élaborer un matériau à microstructure donnée en fonction de la température et de la composition. Enfin, la stabilité d'un alliage métallique doit pouvoir être prédite en fonction de la température et de l'atmosphère utilisée.

Thermodynamique des Matériaux
I- Le potentiel chimique
II- Diagrammes d'équilibre
II-1. Règle des phases
II-2. Diagramme de phase d'un corps pur
II-3. Equlibres de phases d'un mélange binaire
II-4. Les diagrammes de phase d'un mélange binaire
II-5. Les diagrammes de phases d'un mélange ternaire
III- Caractérisation thermodynamique des mélanges et des solutions
III-1. Expression du potentiel chimique pour les gaz
III-2. Enthalpie de mélange d'une solution
III-3. Définition de l'activité d'une espèce en solution
III-4. Modèle de l'idéalité - Solutions réelles pour les phases condensées
III-5. Comportement des solutés et du solvant
III-6. Diagrammes binaires et thermodynamique
IV-Etude des réactions solides-gaz
IV-1. Equilibre solide-vapeur
IV-2. Diagramme d'Ellingham et limites d'utilisation


Thermodynamique des Surfaces et Interfaces
I- Généralités et définitions
I-1. Introduction
I-2. Notion de tension de surface - Energie de surface
I-3. Calculs approchés de l'énergie de surface d'un solide
II- Effet de la courbure des surfaces
II-1. Expression thermodynamique - Loi de Laplace
II-2. Pression de vapeur
II-3. Solubilité de particules de petites tailles
II-4. Température de fusion de petits particules
III- Equilibre de plusieurs interfaces
IV- Mesure de l'énergie de surface

Chimie des Matériaux Inorganiques