MÉTALLOGRAPHIE Essais physiques
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 :
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 de thermocouples. Un tel système implique d'employer un échantillon long et ne permet de mesurer que des valeurs moyennes de λ entre l'ambiante et une température plus ou moins élevée.
Dans la méthode de Schofield et Powell, pour s'affranchir de la sujétion consistant à maintenir l'une des extrémités de l'échantillon à faible température (calorimètre à eau), on place l'échantillon dans une enceinte isotherme et on lui fournit un excès connu d'énergie dans sa partie centrale. L'échantillon est alors constitué de deux parties, qui, une fois assemblées, ménagent entre elles une petite cavité dans laquelle est logée une résistance qui dissipe symétriquement de l'énergie électrique. Une variante de cette méthode consiste à intercaler un barreau étalon de conductivité connue entre deux barres du matériau étudié ; le flux de chaleur est alors calculé à partir du gradient de température qui s'établit dans le barreau étalon.
Écoulement radial
L'échantillon, de forme cylindrique, comporte un alésage axial dans lequel est placé un élément chauffant. Des thermocouples, disposés dans la barre parallèlement à l'axe, mesurent le gradient radial de température. Les pertes longitudinales sont compensées par des enroulements chauffants placés aux extrémités de l'échantillon, ou en réalisant cet échantillon sous forme d'un assemblage de disques. Lorsque l'état stationnaire est atteint, on a :
(où q est la quantité de chaleur fournie sur la longueur l par unité de temps).
L'avantage de cette méthode est qu'en entourant l'échantillon d'un tube chauffant on peut minimiser l'écart (T[...]
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Écrit par
- Georges CIZERON : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay
. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Mesures thermomagnétiques
Encyclopædia Universalis France
Mesures diatométriques
Encyclopædia Universalis France
Mesure de la variation du pouvoir thermoélectrique
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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ACIER - Technologie
- Écrit par Louis COLOMBIER, Gérard FESSIER, Guy HENRY, Joëlle PONTET
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...cémentite. Mais la superposition de ces deux constituants peut prendre des formes très différentes selon les conditions dans lesquelles ils ont pris naissance. Les structures de l'acier peuvent ainsi être extrêmement variées ; elles sont aisément mises en évidence par les techniques de la métallographie.... -
ARTISANAT DU BRONZE (Gaule préromaine)
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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... -
CHARPY GEORGES (1865-1945)
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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.
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CORROSION
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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. - Afficher les 9 références
Voir aussi
- SUSCEPTIBILITÉ MAGNÉTIQUE
- HYSTÉRÉSIS
- CURIE POINT ou TEMPÉRATURE DE
- WEISS, FOEX & FORRER APPAREIL DE
- CHALEUR MASSIQUE ou CHALEUR SPÉCIFIQUE
- RÉSISTIVITÉ, électricité
- DIFFRACTION PAR LES CRISTAUX
- WIEDEMANN-FRANZ-LORENZ LOI DE
- DISLOCATIONS, cristallographie
- SMIALOWSKI STRUCTURE DE
- SUCKSMITH BALANCE DE
- DILATOMÉTRIE
- DIFFUSIVITÉ THERMIQUE
- CURIE MÉTHODE DE
- DILATATION THERMIQUE
- KOHLRAUSCH MÉTHODE DE
- GOUY MÉTHODE DE
- CHEVENARD DILATOMÈTRE DE
- COMPARATEUR
- CAPACITÉ CALORIFIQUE
- ESSAIS, matériaux
- CONDUCTION THERMIQUE
