Transformations continues et discontinues dans les alliages de plomb microalliés au calcium et au calcium étain pour batteries d'accumulateurs : influence de la vitesse de refroidissement : rôle des impuretés argent, aluminium et bismuth

par Lahcen Bouirden

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Jean Hertz.

Soutenue en 1990

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Alliages de plomb
• Accumulateurs au plomb
• Plomb secondaire
• Durcissement structural
• Transformation discontinue
• Précipitation discontinue
• Enthalpie de formation et de transformation
• Cinétique
• Plomb
• Accumulateurs au plomb

Résumé

Les différents processus de vieillissement des alliages PBCA et PBCASN sont observés par des techniques complémentaires telles que la microcalorimétrie anisotherme, la microscopie optique et électronique, la mesure et l'évolution de la dureté en fonction du temps et de la température. Trois états sont étudiés : produit brut de coulée, produit réhomogénéisé et trempé à l'eau, produit réhomogénéisé et refroidi à l'air. Dans les alliages binaires PBCA, nous trouvons trois transformations discontinues successives dans le temps : une première transformation discontinue à front régulier qui est complète et dont la vitesse est constante. Une seconde transformation discontinue complète ou incomplète dont le front est irrégulier et provoque l'aspect puzzle. Ces deux transformations se font sans précipitation observable. Une troisième transformation discontinue, toujours incomplète, provoque la précipitation discontinue lamellaire de PB#3CA au voisinage des joints de grains. Le rôle des impuretés majeures du plomb secondaire est complexe : AG réduit la vitesse des réactions discontinues, BI l'accélère. AL ajoute comme anti-oxydant, affine la taille des grains et accélère ainsi le vieillissement. Les alliages (PB, CA, SN) sont caractérisés par le rapport atomique R=SN/CA. Pour les faibles valeurs de (R=0,7) les processus de vieillissement sont similaires à ceux des alliages PB, CA. Pour les fortes valeurs de R (R3) une précipitation continue généralisée de CASN#3 se manifeste après une période d'incubation. Pour les valeurs de R intermédiaires, les deux processus apparaissent séparément dans le temps. AG accroît la vitesse de germination et réduit le temps d'incubation, BI et AL aussi, mais moins nettement. Les lois cinétiques des différentes transformations sont établies et les énergies d'activation de la première et de la troisième transformation discontinue

Titre traduit

Continuous and discontinuous transformations in lead alloys for batteries, microalloyed with calcium and tin : influence of the cooling rate : role of the impurities silver aluminium and bismuth

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