Étude de la condensation et de l'écoulement d'un alliage métallique binaire dans un domaine biphasé liquide-solide du diagramme de phase

par Sylvie Leroux

Thèse de doctorat en Sciences et Génie des matériaux

Sous la direction de Denis Camel.

Soutenue en 1999

à Grenoble INPG .

mots clés

• Sciences et techniques
• Metaux. Metallurgie
• Diagramme phase
• Liquide solide
• Composition chimique
• Ecoulement
• Methode etude
• Solidification
• Recuit
• Segregation
• Systeme binaire
• Argent alliage
• Cuivre alliage
• Alliage binaire
• Etude experimentale

Résumé

Une etude experimentale de la condensation et de l'ecoulement d'alliages argent-cuivre dans un domaine biphase liquide-solide du diagramme de phase est presentee. L'argent et le cuivre sont evapores au moyen de fours a effet joule ou par bombardement electronique et sont collectes sous une plaque inclinee de 45\. Les flux et la composition de l'alliage sont determines experimentalement en tout point du substrat et reproduits de maniere satisfaisante par le calcul en utilisant une loi d'emission en cos n. Les etapes successives de la formation du film biphase sont decrites. Initialement, des gouttes de condensation apparaissent. Ces gouttes contiennent des cristaux solides sous forme nodulaire qui semblent germer a la paroi. Puis, les gouttes coalescent et laissent place a un film. Les parametres qui influent sur le temps d'etablissement du film sont identifies. De plus, un modele de l'evolution en taille et en densite des cristaux solides dans le film prenant en compte l'apport de matiere a la surface du condensat est propose. L'etude des ecoulements montre que lorsqu'on passe par un regime transitoire en gouttes, l'entrainement de la phase solide n'a lieu que pendant le passage gouttes/film et uniquement dans le cas de segregation gravitaire favorable. En regime permanent, il reste une monocouche de cristaux immobilises contre la paroi par les forces de tension superficielle et de taille equivalente a l'epaisseur du film. Des experiences de recuit de depots solides sans apport de vapeur conduisent aux memes resultats.

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