Les cristaux et leurs défauts

Pages: 5 (1127 mots) Publié le: 1 octobre 2013
Les cristaux et leurs défauts
UED MAT

Les états de la matière


L’état gazeux

ETAT GAZEUX = DESORDRE COMPLET

Les états de la matière


L’état liquide (ou solide amorphe)

ETAT LIQUIDE = ORDRE A COURTE DISTANCE

Les états de la matière


L’état solide (cristallin)

ETAT SOLIDE = ORDRE PARFAIT

Ordre et Désordre




Quand on refroidit un liquide, lemouvement des atomes est suffisant pour que chacun se positionne dans le système cristallin. En devenant cristallin, les liquides diminuent généralement de volume (compacité optimale) Exception : la glace Toutefois, si on refroidit rapidement (trempe), on « fige » les atomes en place... Solide amorphe !

Ordre et Désordre
Exemple de la silice (SiO2)
(a) tétraèdre de base (b) état amorphe (vitreux)(c) état cristallin

Structures cristallines


Solide cristallin = répétition périodique d’un motif (une maille)
Noeud

Maille primitive

Structures cristallines
7 systèmes cristallins :

Réseaux de Bravais
Nœuds supplémentaires 7 systèmes cristallins
au centre des bases (BC)

+
=

au centre des faces (FC)

au centre de la maille (C)

14 réseaux de Bravais

Réseaux deBravais
14 réseaux de Bravais :
Triclin. Réseau Primitif Réseau Centré Réseau à Bases Centrées Réseau à Faces Centrées Monocl. Orthorh. Hexag. Rhomb. Quadr. Cub.

Réseaux de Bravais
14 réseaux de Bravais :
Triclin. Réseau Primitif Réseau Centré Réseau à Bases Centrées Réseau à Faces Centrées TOUS LES MATERIAUX CRISTALLINS ONT UNE PERIODICITE CORRESPONDANT A L’UN DES RESEAUX DE BRAVAISMonocl. Orthorh. Hexag. Rhomb. Quadr. Cub.

Repérage des directions et des plans


Dans un cristal, une direction est repérée à partir de 3 indices [uvw]

    r = ua + vb + wc

Exemples de directions

Repérage des directions et des plans






Les indices de Miller des directions [uvw] sont toujours des nombres entiers Les coordonnées négatives sont repérées par un signemoins placé au dessus d’elles Si [uvw] désigne une direction particulière alors désigne une famille de directions équivalentes Ex : Dans les réseaux cubiques = [110]+[101]+[011]+[110]+[101]+[011]

Repérage des directions et des plans


Dans un cristal, un plan est repérée à partir de 3 indices (hkl) appelés indices de Miller

Exemples de plans

hx ky lz + + =1 na nb nc

Repérage desdirections et des plans


Un cas particulier : les hexagonaux Indices (hkil) avec h,k et i non indépendants :
i = −(h + k )

Exemples de plans

Repérage des directions et des plans






Les indices de Miller des plans (hkl) sont toujours des nombres entiers Les coordonnées négatives sont repérées par un signe moins placé au dessus d’elles Si (hkl) désigne un plan particulieralors {hkl} désigne une famille de plans équivalents Ex : Dans les réseaux cubiques {110} = (110)+(101)+(011)+(110)+(101)+(011)

Densité de noeuds
On peut calculer la densité de noeuds :  Selon une direction (par unité de longueur)  Selon un plan (par unité de surface)  Selon un volume (par unité de volume)

Densité de noeuds
Ex : Réseau cubique à faces centrées  Selon [011]
1 1 2 1+1+  =  2 a 2 a 2 

Selon (100)
2  1  1  4 × + 1 2 = 2 a  4 a

Densité de noeuds
Ex : Réseau cubique à faces centrées  Par maille

1 1 4  1 8× + 6 ×  3 = 3 2 a a  8

Disposition des atomes
Réseau = Positionnement périodique des noeuds  Solides à liaisons métalliques  Noeud = Atome  Solides à liaisons ioniques ou covalentes  Noeud = Motif d’atomes

Compacité(Liaisons métalliques)
Hypothèse : Atome = Sphère dure Compacité = Volume occupé par les sphères d’une maille / Volume total de la maille

Réseau CFC Compacité = ???

Réseau CC Compacité = ???

Compacité (Liaisons métalliques)
Hypothèse : Atome = Sphère dure Compacité = Volume occupé par les sphères d’une maille / Volume total de la maille

Réseau CFC Compacité = 0,74

Réseau CC...
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