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Mécanismes de diffusion dans les solides

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Dans cours

MSE-209: Transfer phenomena in materials science

Ce cours porte sur le transfert de la chaleur par conduction, convection et rayonnement, ainsi que sur la diffusion à l'état solide. D'après les règles phénoménologiques (Equations de Fourrier et Fick), des problèmes de solution 1-D et 2-D ainsi que modèle ...

Description

Cette séance de cours couvre les mécanismes de diffusion dans les solides, y compris les mécanismes simples, de vacance et interstitiels, ainsi que les structures cubiques et non cubiques. Il traite de sujets tels que la théorie des mouvements aléatoires, la méthode de Matano et la théorie atomique de la diffusion. La séance de cours explore également des exemples de diffusion dans les cristaux cubiques et le calcul des coefficients de diffusion. De plus, il se transforme en diffusion interstitielle dans des structures cubiques et cubiques à compartiments fermés centrées sur le visage. L'instructeur présente le concept de déplacement carré moyen, le facteur de corrélation dans la diffusion et l'impact des sauts corrélés sur la diffusion. La séance de cours se termine par une discussion sur la diffusion dans les solides cristallins et son importance dans diverses applications.

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Concepts associés (32)

État solide

vignette|Solide en laiton conçu par Piet Hein prenant la forme d'un superœuf.|alt=Superœuf solide de couleur dorée posé sur une surface indéfinissable. L’état solide est un état de la matière caractérisé par l'absence de liberté entre les molécules ou les ions (métaux par exemple). Les critères macroscopiques de la matière à l'état solide sont : le solide a une forme propre ; le solide a un volume propre. Si un objet solide est ferme, c'est grâce aux liaisons entre les atomes, ions ou molécules composants du solide.

Matière amorphe

Un matériau amorphe est une substance dans laquelle les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance (comparée au diamètre moléculaire), ce qui la distingue des composés cristallisés. La condition sur la distance est importante car la structure des matériaux amorphes présente très souvent un ordre à courte distance (quelques diamètres moléculaires). Les verres, les élastomères et les liquides sont des substances amorphes. En géosciences, le terme générique de minéraloïde est utilisé pour désigner la classe de ces matériaux non-cristallins.

Taux de cristallinité

Le concept de taux de cristallinité (en anglais, degree of crystallinity), κ, se rencontre souvent dans le cas des matériaux organiques. Il mesure la proportion de matière se trouvant dans l'état cristallin. Le taux de cristallinité massique (κm) d'un échantillon de polymère cristallisé est défini par le rapport de la masse des phases cristallines à la masse de l'échantillon étudié. On peut de la même manière considérer le taux de cristallinité volumique (κv). Les taux de cristallinité massique et volumique des polymères sont en général peu différents.

Solide de Platon

En géométrie euclidienne, un solide de Platon est l’un des cinq polyèdres à la fois réguliers et convexes. En référence au nombre de faces (4, 6, 8, 12 et 20) qui les composent, ils sont nommés couramment tétraèdre (régulier), hexaèdre (régulier) ou cube, octaèdre (régulier), dodécaèdre (régulier) et icosaèdre (régulier), les adjectifs « régulier » et « convexe » étant souvent implicites ou omis quand le contexte le permet. Depuis les mathématiques grecques, les solides de Platon furent un sujet d’étude des géomètres en raison de leur esthétique et de leurs symétries.

Solide d'Archimède

En géométrie, un solide d'Archimède est un polyèdre convexe semi-régulier, fortement symétrique, composé d'au moins deux sortes de polygones réguliers se rencontrant à des sommets identiques. Ils sont distincts des solides de Platon, qui sont composés d'une seule sorte de polygones se rencontrant à des sommets identiques, et des solides de Johnson, dont les faces polygonales régulières ne se rencontrent pas à des sommets identiques. La symétrie des solides d'Archimède exclut les membres du groupe diédral, les prismes et les antiprismes.

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Couvre l'identification d'un solide dans l'espace à l'aide de 6 coordonnées et le concept de corps solides indéformables.

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