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Évaluation sur les connaissances et la compréhension du cours. Évaluation sur la capacité d'analyse et de restitution sur un sujet connexe au cours.
PARCOURS MATERIAUX DE STRUCTURE ET MATERIAUX FONCTIONNELS
Responsable(s)p
#rpCoordonnées:
Crédits ECTS : Durée:
Mots clés : Pré requis:
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Pré requis
Thermodynamique macroscopique appliquée à l’étude des systèmes fermés.
Propriétés physico-chimiques des corps purs et des mélanges binaires dans les trois états : cristallisé, liquide et vapeur.
Critère d’évolution, conditions d’équilibre et de stabilité de la matière.
Objectifs pédagogiques
De façon générale, nous visons l’acquisition de connaissances de bases, de méthodes d’analyse et de savoir-faire, bref, l’autonomie de réflexion, d’analyse et de proposition des élèves devant des problèmes relatifs à des
transformations de la matière dans le domaine des matériaux de structure. Ces objectifs généraux peuvent être traduits en objectifs particuliers :
• Découvrir et décrire les principales microstructures dans les trois types de matériaux.
• Décrire les propriétés de l’énergie de Gibbs des différentes phases présentes dans les microstructures des matériaux.
• Savoir utiliser les diagrammes de phases binaires
• Savoir relier diagrammes de phases et diagrammes molaires «Energie de Gibbs – composition».
• Savoir déterminer la force motrice pour l’évolution d’un système hors d’équilibre qui est le siège d’une transformation de phases
• Savoir décrire le mouvement relatif des constituants les uns par rapport aux autres sous l’effet de diverses forces : gradients de composition chimique, gradients de potentiel chimique, gradients de potentiel électrique…
Contenu - Programme
• Description des matériaux : phases, homogénéité, matériaux polyphasés
• Les différentes microstructures dans les trois grands types de matériaux
• Diagrammes binaires «Energie de Gibbs - composition» et stabilité des phases
• Diagrammes d’équilibre de phases condensées binaires
• Relations entre diagrammes molaires et diagrammes d’équilibre de phases
• Diffusion chimique comme phénomène intimement lié à l’émergence et la rémanence des microstructures
• Diagrammes molaires GT(x), diagrammes d’équilibre de phases et microstructures
Mode d’évaluation : Evaluation continue par le chargé de groupe de TD sur la base de la qualité de la participation au travail en séance de TD, dans le binôme et dans le groupe de TD, de la qualité des rédactions écrites et de la qualité du travail sur la projet à mener en binôme. Cette évaluation continue est mise en regard des résultats de petits tests hebdomadaires et d’un grand test en fin de cours.
Références
Traité des Matériaux : Volume 1 : Introduction à la science des matériaux Volume 5 : Thermodynamique des matériaux
2
Du diagramme de phases aux microstructures
21 heures
cf. ci-dessousJean-François PIERSON, Maître de Conférences jean-françois.pierson@univ-lorraine.fr
Du diagramme de phases aux microstructures S7
SM034 - 6ICM074
Transformations de la matière dans le domaine des matériaux de structure
PARCOURS MATERIAUX DE STRUCTURE ET MATERIAUX FONCTIONNELS
Responsable(s)p
#rpCoordonnées:
Crédits ECTS : Durée:
Mots clés : Pré requis:
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La bonne intégration d’un matériau tant du point de vue de sa mise en œuvre que de ses propriétés d’emploi dans le management technologique relève sans arrêt du défi. Ce cours traitera de l’art de sélectionner un matériau et de l’optimiser en vue d’une application. Ce cours a pour objectifs de savoir pour un matériau :
- Etablir le cahier des charges d'un matériau
- Justifier ou remettre en question son choix par une expertise,
- Le sélectionner dans une banque de données qui ne cesse de s’enrichir, - Améliorer ses performances dans une filière technologique,
- Lui trouver de nouvelles niches applicatives,
- Le ‘tailler sur mesure’ pour des applications inédites.
Ces objectifs seront enseignés au travers d’une démarche s’appuyant sur des études de cas vécues sur des
problèmes concrets par des acteurs du monde de l’industrie et de la recherche. Cette démarche sera restituée par les élèves sur des projets de leur choix.
Références: Documents distribués dans les cours pré-requis; Articles distribués par les différents intervenants;
Etude bibliographique réalisée par les élèves; Manuel d’utilisation du logiciel CES 2
Critères de choix des Matériaux - Optimisations - Sélections - Performances - Applications
21 heures
SM032, SM 034, SM243 souhaité
Elisabeth BAUER-GROSSE, Professeur elisabeth.bauer-grosse@univ-lorraine.fr
Sélection et optimisation des matériaux S9
SM251 - 6ICM291
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Pouvoir sélectionner un matériau et l'optimiser en vue d'une application
PARCOURS MATERIAUX DE STRUCTURE ET MATERIAUX FONCTIONNELS
Responsable(s)p
#rpCoordonnées:
Crédits ECTS : Durée:
Mots clés : Pré requis:
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l;'lh44SY[Y;8[8`S
Objectifs pédagogiques
Que ce soit dans le domaine de la recherche industrielle ou de la production, la validation d’un procédé
d’élaboration de matériaux implique nécessairement une étape de caractérisation. Celle-ci peut revêtir plusieurs aspects : caractérisation structurale, physique, chimique, mécanique, dimensionnelle ou fonctionnelle des matériaux.
Ce module vise à donner les principes de base et les possibilités de différentes techniques d’analyses et de
caractérisation des matériaux afin de pouvoir les sélectionner et les mettre en oeuvre dans le cadre d’une expertise et/ou d’une étude industrielle. Une attention particulière sera portée sur des critères de choix comme la dimension des échantillons, la disponibilité de la technique, la rapidité d’analyse, le coût…
À l’issue de ce cours, les étudiants devront être capables :
1) de choisir et d’évaluer la pertinence des diverses techniques modernes et méthodes (vues en cours) de caractérisation des matériaux.
2) de résoudre des problèmes pratiques d’identification, d’altération, d’évolution, de vieillissement de matériaux couramment utilisés par les ingénieurs.
Contenu - Programme
• Méthodes de détermination de la composition chimique : absorption atomique, microsonde de Castaing, spectrométrie à dispersion d’énergie, fluorescence X…
• Techniques de surface : spectroscopie de photoémission X, spectroscopie Auger, spectrométrie de masse des ions secondaires…
• Morphologie et microstructure : microscopie optique et microscopie électronique à balayage…
• Techniques spectroscopiques : infra-rouge et Raman
• Analyse d’images
• Propriétés fonctionnelles : tests de dureté, tests d’usure, profilométrie tactile et laser, ellipsométrie, spectrophotométrie UV-visible…
• Visite de quelques équipements disponibles à l’Ecole
Mode d’Evaluation :
L’évaluation prendra en compte la qualité d’un rapport et d’un exposé réalisé sur une étude de cas ainsi qu’un test.
Références
Polycopiés d’ouvrages de référence 2