MÉTALLOGRAPHIEEssais physico-chimiques
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Étude cinétique du comportement d'un matériau métallique
Les essais cinétiques ont pour but d'étudier le comportement d'un métal dans un milieu donné, en fonction du temps. Les essais de corrosion sèche ou électrochimique ainsi que les mesures d'absorption de gaz constituent des exemples de ce type de mesures.
Essais de corrosion sèche
Le problème revient très généralement à étudier la formation d'une couche de produit de corrosion, en particulier d'une couche d'oxyde, à la surface d'un métal ou d'un alliage soumis à l'action d'un gaz à haute température. Les méthodes expérimentales diffèrent suivant qu'on désire étudier la cinétique d'oxydation, la morphologie, la nature ou la structure de l'oxyde, adhérant au métal ou pris isolément, ou encore les modifications des propriétés du substrat métallique entraînées par cette oxydation.
La thermogravimétrie est la méthode la plus usuelle pour étudier la vitesse d'oxydation d'un métal ou d'un alliage ; elle met en jeu l'utilisation d'une thermobalance qui permet d'atteindre, à l'aide d'un étalonnage, la masse d'oxyde formé en fonction du temps, pour des conditions données d'atmosphère gazeuse, de température et de pression. Plusieurs types de thermobalances de différentes sensibilités ont été mis au point suivant qu'on étudie l'adsorption, la formation des couches minces ou des couches épaisses. Ainsi, pour étudier les couches très minces, on a recours à des appareils ayant une sensibilité meilleure que 10-6, voire 10-8 g : thermobalances de Gulbransen et de Cahn.
Pour des couches plus épaisses nécessitant une sensibilité moins grande, on peut utiliser des thermobalances de différents types. Dans cette dernière, on suit, à l'aide d'un cathétomètre, l'allongement d'un ressort auquel est suspendu l'échantillon ; par un étalonnage convenable, on détermine l'augmentation de masse, et on peut alors tracer les courbes cinétiques isothermes.
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Principe de la thermobalance de Chevenard
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Principe de fonctionnement de la thermobalance Setaram.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Principe de la thermobalance de Mc Bain.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
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Cinétique d'oxydation du titane pur obtenue à l'aide d'une thermobalance Mc Bain (enregistrement discontinu).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Au lieu de prendre l'augmentation de poids comme paramètre pour suivre l'évolution de la réaction, on peut aussi bien suivre la diminution de pression [...]
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Écrit par :
- Gérard BERANGER : Professeur, directeur du laboratoire des matériaux de l'université de technologie de Compiègne
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Pour citer l’article
Gérard BERANGER, « MÉTALLOGRAPHIE - Essais physico-chimiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physico-chimiques/