MÉTALLOGRAPHIEEssais physiques

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

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 [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages

Médias de l’article

Diatomètres de Chevenard

Diatomètres de Chevenard
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Comparateur électronique de type inductif

Comparateur électronique de type inductif
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Méthode de Nerst et Eucken

Méthode de Nerst et Eucken
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Méthode du pouvoir thermoélectrique

Méthode du pouvoir thermoélectrique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin


Écrit par :

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

Classification

Autres références

«  MÉTALLOGRAPHIE  » est également traité dans :

MÉTALLOGRAPHIE - Essais mécaniques

  • Écrit par 
  • Gilbert FRADE
  •  • 10 524 mots
  •  • 13 médias

Les propriétés mécaniques des métaux et alliages sont d'un intérêt considérable puisqu'elles conditionnent non seulement tous les problèmes de mise en forme des matériaux mais aussi leur comportement en service dans des applications extrêmement diversifiées. Pour un problème déterminé, le choix d'un matériau dépendr […] Lire la suite

MÉTALLOGRAPHIE - Essais non destructifs

  • Écrit par 
  • Louis BEAUJARD, 
  • Gérard LABBE, 
  • Jack MANNENC
  •  • 18 458 mots
  •  • 4 médias

Le but des méthodes non destructives d'examen est de déceler dans une pièce le plus souvent métallique, et en respectant son intégrité, toute particularité de sa structure qui peut avoir une influence sur son comportement en service. Il en sera de même pour les pièces en cours d'utilisation qui risquent d'être altérées par les conditions d'emploi auxquelles elles sont soumises : contraintes mécani […] Lire la suite

MÉTALLOGRAPHIE - Essais physico-chimiques

  • Écrit par 
  • Gérard BERANGER
  •  • 4 415 mots
  •  • 14 médias

En métallurgie, les essais physico-chimiques visent à étudier, grâce à l'application des lois physiques, les propriétés physico-chimiques d'un matériau métallique dans des conditions données de milieu et de température. Ces essais présentent un double intérêt théorique et pratique, car ils sont utilisés quotidiennement dans les laboratoires de recherche et dans les entreprises industrielles. La co […] Lire la suite

MÉTALLOGRAPHIE - Macrographie et micrographie optiques

  • Écrit par 
  • Gérard WYON
  •  • 3 983 mots
  •  • 1 média

C'est dans la seconde moitié du xixe siècle que le microscope optique a commencé à être utilisé pour examiner les structures des produits métallurgiques. Anasoff, en 1841, puis Henry Clifton Sorby, en 1864, furent les pionniers de cette technique avec Floris Osmond, lequel publia le premier ouvrage i […] Lire la suite

MÉTALLOGRAPHIE - Microscopie électronique

  • Écrit par 
  • Guy HENRY, 
  • Barry THOMAS
  •  • 6 076 mots
  •  • 5 médias

Les appareils d'optique électronique – microscope électronique à balayage (M.E.B.), microanalyseur à sonde électronique (M.A.S.E.) et microscope électronique en transmission – occupent une position privilégiée dans le domaine de la caractérisation microstructurale des matériaux en ce sens que chacun d'eux permet d'obtenir sur un même échantillon non seulement des renseignements relatifs à la morph […] Lire la suite

ACIER - Technologie

  • Écrit par 
  • Louis COLOMBIER, 
  • Gérard FESSIER, 
  • Guy HENRY, 
  • Joëlle PONTET
  •  • 14 167 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Facteurs influençant la structure »  : […] Les conditions de la transformation de l'austénite et, par conséquent, la structure d'un acier à la température ordinaire ne dépendent pas uniquement de la vitesse de refroidissement. Elles sont fonction, entre autres facteurs, de la composition de l'acier. En effet, un acier, même non allié, n'est pas seulement un alliage de fer et de carbone. Il contient une certaine quantité d'autres éléments, […] Lire la suite

ARTISANAT DU BRONZE (Gaule préromaine)

  • Écrit par 
  • Cécile BRETON
  •  • 2 449 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Une technique moderne pour comprendre une technique antique »  : […] Pour élucider le mystère de la fabrication des torques torsadés, une étude métallographique a été menée au Laboratoire de recherche des musées de France sur une sélection d'objets provenant de la vallée de l'Aisne . La métallographie est la seule méthode fiable pour déterminer si un alliage est brut de fonderie ou s'il a été travaillé en déformation. Elle consiste à opérer une coupe dans l'objet p […] Lire la suite

CHARPY GEORGES (1865-1945)

  • Écrit par 
  • Françoise MOYEN
  •  • 187 mots

Après ses études à l'École polytechnique, Charpy y reste comme préparateur, et passe en 1889 une thèse de chimie sur l'étude des solutions salines. C'est au laboratoire central de la Marine, où il entre en 1892 comme ingénieur, qu'il commence à étudier les problèmes métallographiques. Il travaille alors sur les eutectiques et explique les propriétés des alliages antifriction en considérant qu'ils […] Lire la suite

CORROSION

  • Écrit par 
  • Gérard BERANGER, 
  • Jean TALBOT
  •  • 5 140 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Méthodes d'étude »  : […] Elles font appel à des techniques très variées. L'examen visuel ou micrographique permet bien souvent de déceler le début du phénomène de corrosion, par exemple l'apparition de piqûres, ou de mettre en évidence sa morphologie. Les méthodes pondérales ont pour but de mesurer la perte de poids des échantillons métalliques immergés dans le réactif pendant un temps donné. Si la corrosion est uniform […] Lire la suite

ÉPITAXIE

  • Écrit par 
  • Alain Gil MAZET
  •  • 296 mots

Phénomène d'orientation mutuelle de cristaux de substances différentes dû à des analogies étroites dans l'arrangement des atomes des faces communes. Les lois de l'épitaxie ont été énoncées en 1928 par L. Royer. L'épitaxie n'est possible que s'il existe une maille plane, simple ou multiple simple, quasi identique en forme et en dimensions dans les deux réseaux et si les ions du cristal orienté, qui […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Georges CIZERON, « MÉTALLOGRAPHIE - Essais physiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metallographie-essais-physiques/