ALLIAGES

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Supraconducteurs et alliages à mémoire de forme

Ce qui précède montre la diversité de la notion d'alliage, et évoque succinctement les domaines où elle s'applique. Le tour d'horizon ne peut être complet qu'avec l'évocation de quelques types d'alliages particuliers, tels les supraconducteurs et les alliages à mémoire de forme. Les premiers supraconducteurs connus étaient des métaux purs qui, au voisinage de 0 kelvin (— 273 0C), perdaient toute résistance électrique, ce qui aurait été très intéressant si l'obtention de la température nécessaire avait été économiquement envisageable. Des recherches ont mené à des alliages métalliques, des composés intermédiaires, dont les températures de transition supraconductrice étaient plus élevées que celles des métaux purs. Parmi eux, des composés de niobium permettaient d'obtenir la supraconductivité à — 250 0C, ce qui laissait envisager des applications industrielles, même si ces dernières étaient encore très limitées par le coût de la technologie du froid nécessaire. Au début des années quatre-vingt, des alliages d'oxydes, et non plus de métaux, sont venus bouleverser ce qui était connu. Johannes Georg Bednorz et Karl Alexander Müller ont reçu en 1987 le prix Nobel de physique à la suite de la publication, en 1986, de leurs travaux sur ce sujet. Les supraconducteurs à base d'oxydes présentent l'avantage de pouvoir travailler à la température de l'azote liquide, vers — 190 0C, alors que les supraconducteurs métalliques exigent de l'hélium liquide, beaucoup plus coûteux. En contrepartie, ces derniers acceptent des densités de courant plus élevées. Au début du xxie siècle, les supraconducteurs oxydes n'ont pas encore reçu d'application du fait de la difficulté à produire des fils ou des rubans dans des conditions économiquement viables. Les supraconducteurs métalliques, quant à eux, sont utilisés dans certaines applications pour lesquelles le prix de mise en œuvre dû au refroidissement par l'hélium liquide n'est pas rédhibitoire. Il s'agit essentiellement des appareils d'imagerie médicale par résonance magnétique et d'autres appareils qui demandent des champs magnétiques intenses.

Les alliages à mémoire de forme sont des alliages métalliques subissant une transition martensitique. Les cisaillements de réseau cristallin peuvent être orientés par des traitements thermomécaniques, de telle sorte que la forme géométrique de l'alliage change au passage de la température de transition. Les applications de tels produits touchent des domaines divers, depuis le déploiement d'antennes de satellites artificiels jusqu'aux aux stents. Ces derniers sont des ressorts qui débouchent les artères encombrées par des dépôts indésirables, rétablissant ainsi la circulation sanguine. Leur forme initiale facilite leur mise en place à la température ambiante (de 20 0C à 25 0C). Ils acquièrent leur forme fonctionnelle à la température du corps humain (37 0C) ), en quelques minutes, ce qui laisse au chirurgien juste le temps de les introduire... Il faut sans doute aussi évoquer ces alliages pour expliquer les « pouvoirs » de prestidigitateurs qui se sont rendus célèbres en tordant des barreaux métalliques par de simples caresses...

Cristallographie d'une transformation martensitique

Dessin : Cristallographie d'une transformation martensitique

Mécanisme cristallographique d'une transformation martensitique correspondant essentiellement à un cisaillement du réseau 

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Écrit par :

  • : docteur d'état ès sciences physiques, professeur de métallurgie à l'université de Nancy-I

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Dans le chapitre « Matériaux à aimants permanents »  : […] Parmi les différentes méthodes de classement que l'on peut adopter pour exposer les propriétés des nombreux matériaux à aimants permanents, la plus naturelle est de former des groupes basés sur l'origine de l'hystérésis magnétique et sur la valeur du champ coercitif d'induction. Le classement ainsi établi correspond à des modes de préparation et à des propriétés physiques et mécaniques assez bien […] Lire la suite

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Dans le chapitre « Emploi dans les alliages »  : […] Près de la moitié de la production mondiale annuelle (qui s'élève à 70 000 t environ) est consommée comme élément durcissant dans les alliages à base d' étain et surtout de plomb. Les plaques des batteries d'accumulateurs, qui doivent présenter une grande résistance, sont constituées de plomb allié à environ 6 p. 100 d'antimoine. Ce dernier confère en plus une meilleure coulabilité et une meille […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Jean-Claude GACHON, « ALLIAGES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/