Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Arrangement atomique dans les alliages

Arrangement atomique dans les alliages

1910
Métallurgiste analysant l'arrangement atomique des alliages au microscope en laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Les alliages sont classés en fonction de l'arrangement atomique. Dans les alliages substitutifs, les atomes de l'élément soluté remplacent les atomes du solvant dans le réseau cristallin, ce qui est fréquent lorsque les tailles atomiques sont similaires. Dans les alliages interstitiels, les atomes de soluté plus petits, comme le carbone dans le fer, s'insèrent dans les espaces (interstices) entre les atomes de solvant plus grands. Cette différence structurelle détermine fondamentalement les propriétés mécaniques de l'alliage.

The distinction between substitutional and interstitial solid solutions is fundamental to physical metallurgy and alloy design. The type of solid solution that forms is primarily governed by the relative sizes of the solute and solvent atoms. Substitutional alloys typically form when the atomic radii of the two elements are within about 15% of each other, a guideline known as the Hume-Rothery size-factor rule. When a solute atom replaces a solvent atom, it introduces localized lattice strain, which impedes dislocation motion and thus increases the material’s strength and hardness, but often reduces its ductility. Examples include brass (zinc in copper) and bronze (tin in copper).

Les alliages interstitiels, quant à eux, se forment lorsque les atomes de soluté sont nettement plus petits que ceux du solvant, ce qui leur permet d'occuper les sites interstitiels du réseau cristallin sans déplacer d'atome de solvant. Les atomes interstitiels courants sont l'hydrogène, le bore, le carbone et l'azote. La présence de ces atomes provoque une distorsion importante du réseau cristallin, ce qui constitue un mécanisme très efficace pour bloquer le mouvement des dislocations, conduisant à une augmentation substantielle de la dureté et de la résistance. L'exemple le plus frappant est l'acier, où les atomes de carbone occupent des sites interstitiels dans le réseau du fer. La quantité de carbone et sa localisation, contrôlables par traitement thermique, déterminent les propriétés finales de l'acier, de l'acier ductile à faible teneur en carbone à l'acier dur et cassant à haute teneur en carbone.

UNESCO Nomenclature: 3308
- Métallurgie

Taper

Principe physique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • La théorie atomique de John Dalton
  • découverte des structures cristallines par diffraction des rayons X par William Henry Bragg et William Lawrence Bragg
  • concepts de base des mélanges et solutions chimiques
  • premières études métallographiques des microstructures métalliques

Applications

  • conception des aciers à haute résistance (carbone interstitiel dans le fer)
  • création de laiton résistant à la corrosion (zinc de substitution dans le cuivre)
  • développement de l'argent sterling pour la durabilité (cuivre de substitution dans l'argent)
  • formulation d'éléments chauffants en nichrome (nickel et chrome de substitution)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

En raison du trafic généré par les robots de scraping, actuellement supérieur à 40 000 par jour, ce contenu est réservé aux membres de la communauté.
> Connexion < ou > Registre < (100% gratuit) pour y accéder, ainsi qu'à tous les autres contenus et outils à accès restreint.

Voir aussi : alliage substitutif, alliage interstitiel, réseau cristallin, solution solide, soluté, solvant, métallurgie, arrangement atomique, déformation du réseau, acier.

Contexte historique

Arrangement atomique dans les alliages

1900
1903-05-10
1910
1910
1910
1910
1920
1900
1903
1906
1910
1910
1910
1920
1920

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.