Les principales caractéristiques physiques, en tout cas celles d'usage le plus courant, concernent respectivement la dilatation, la résistivité électrique, la capacité thermique massique, la conductivité thermique, les propriétés magnétiques, le pouvoir thermoélectrique. La mesure des variations de ces caractéristiques permet de déduire des informations concernant les évolutions structurales des métaux et alliages en fonction de la température et de la concentration. Les limites de stabilité des différentes phases des alliages en fonction de la composition et de la température, donc les diagrammes d'équilibre correspondant, peuvent être ainsi déterminés. Par ailleurs, elles permettent de caractériser les états structuraux métastables et d'analyser leur évolution en fonction de la température ou du temps ; ainsi peuvent être étudiés : les états écrouis, les phénomènes de restauration et de recristallisation, l'influence de la trempe et du revenu, les processus de vieillissement et de précipitation, les transformations ordre-désordre, les mécanismes de frittage en système monophasé ou polyphasé.
1. Mesures de dilatation
Un solide métallique chauffé augmente de volume ; la mesure linéaire d'une de ses dimensions traduit généralement aussi une expansion, sauf dans le cas de certaines directions cristallographiques, si le matériau considéré est anisotrope ou s'il se produit une transformation allotropique ou invariante. Comme il est plus commode de mesurer des variations de longueur que de volume, les paramètres habituellement employés caractérisent la dilatation linéaire.
La courbe de variation relative de longueur d'un échantillon en fonction de la température, soit Δ = f (T) avec Δ = (L − L0)/L0, n'est pas linéaire. Par définition, le coefficient ̄α de dilatation linéaire moyen est l'accroissement moyen de longueur par unité de longueur (prise à 0 0C) et par degré, soit :
De même, entre deux températures T1 et T2 on peut définir un coefficient moyen :
Lorsque l'écart entre les températures T […]
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