Modélisation des liquides métalliques ternaires pour le calcul des diagrammes d'équilibre à partir des mesures thermodynamiques ciblées : systèmes tests : (Pb, Sn, Sb), (Pb, Sn, Bi), (Pb, Sn, Ca)

par Mouhsine Azzaoui

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Jean Hertz.

Soutenue en 1995

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

mots clés

• Diagramme phase
• Équilibre phase
• Grandeur excès
• État liquide
• Système ternaire
• Propriété thermodynamique
• Modélisation
• Modèle thermodynamique
• Plomb
• Étain
• Antimoine
• Bismuth
• Thermodynamique
• Alliages ternaires
• Diagrammes de phases

Résumé

Le calcul des diagrammes d'équilibre ternaires nécessite une bonne représentation analytique des grandeurs thermodynamiques d'excès des phases étendues. L’établissement de ces fonctions doit s'appuyer sur un nombre minimum, mais suffisant, d'informations expérimentales. Le formalisme quadratique de Darken, dans le cas des systèmes ternaires, permet de lisser les grandeurs d'excès dans les domaines des solutions moyennement diluées (xi 0,333). En divisant un système ternaire en trois quadrilatères adjacents, le formalisme de Darken nécessite 12 paramètres d'interaction binaires et seulement 3 paramètres d'interaction ternaires pour accéder à trois représentations distinctes, mais complémentaires, chacune valable dans l'un des trois quadrilatères. Un nombre très restreint de mesures ternaires est donc requis. Les fonctions d'excès représentées par le formalisme de Darken présentent des discontinuités sur les isoplèthes de raccordement des 3 quadrilatères. Un développement aux 5eme degré des polynômes de Redlich-Kister permet d'accéder à une représentation continue des fonctions d'excès. La validité de nos deux méthodes d'ajustement a été testée avec succès dans le cas des solutions liquides ternaires (Pb, Sn, Sb), (Pb, Sn, Bi) tt (Pb Sn, Ca). Enfin, pour le calcul des diagrammes d'équilibre, qui reste l'objectif final de ce travail, nous avons tenté avec succès une optimisation des paramètres ajustables décrivant les phases binaires et ternaires du système (Pb, Sn, Sb) en utilisant les deux logiciels Thermo-Calc et Nancyun

Titre traduit

Ternary metallic liquid phase modelling, for phase diagram calculation, by a minimum set of experimental measurement : test systems : (Pb, Sn, Sb), (Pb, Sn, Bi), (Pb, Sn, Ca)

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