MÉTALLOGRAPHIEEssais physiques

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Diatomètres de Chevenard

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Comparateur électronique de type inductif

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Méthode de Nerst et Eucken

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Méthode du pouvoir thermoélectrique

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Mesures de la conductivité thermique

La distribution de la température dans les matériaux est conditionnée par l'écoulement de la chaleur en leur sein, c'est-à-dire par le transfert de l'énergie thermique d'atome à atome. On caractérise ce mode de transmission, appelé conduction, par un paramètre : la conductivité thermique. Soit un élément de volume de forme prismatique limité par deux sections parallèles de surface égale S, portées respectivement à deux températures différentes T1et T2(T1 >T2) et distantes de x. La quantité de chaleur Q qui s'écoule d'une section vers l'autre (suivant la chute de température), pendant le temps t, est donnée par la formule :

(λ étant la conductivité thermique exprimée en W(m-1 ( 0C-1). À la limite, si les sections sont très voisines, les quantités mises en jeu deviennent infinitésimales et on obtient :

(le signe moins est généralement introduit du fait que le gradient de température est négatif dans le sens de l'écoulement de chaleur).

Cette relation peut encore s'écrire, en posant :

(flux de chaleur par unité de surface) :

On utilise parfois une notion similaire qui est la diffusivité thermique, définie par la relation :

a étant exprimé en m2 ( s-1, C étant la chaleur spécifique du matériau et d sa masse volumique. Pour mesurer λ, il suffit donc de déterminer le flux de chaleur traversant une surface donnée, placée dans un gradient de température connu. À cet effet, on peut considérer principalement deux types d'écoulement de chaleur : unidirectionnel et radial ; pour simplifier les mesures, il faut réaliser un état stationnaire et tenir compte des pertes thermiques éventuellement non compensées.

Écoulement unidirectionnel

Dans la méthode de Smith et Palmer, l'échantillon, sous forme de barreau, est entouré d'un tube métallique ; l'ensemble est placé dans un four à gradient de température. Le rôle du tube périphérique est de minimiser les pertes radiales. Le flux de chaleur est mesuré à l'extrémité froide du barreau à l'aide d'un calorimètre à eau ; le gradient de température est déterminé à l'aide d [...]


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Écrit par :

  • : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay

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Pour citer l’article

Georges CIZERON, « MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 05 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/