DUT Chimie 11CG1

                                           LIQUIDE - SOLIDE



Définir ... DIAGRAMMES SIMPLES

Comme pour les diagrammes liquide-vapeur, il existe différents types.
Le plus simple est représenté ci-dessous, il est obtenu avec deux solides A (Al2O3) et B (Cr2O3).
On note que A fond avant B donc Tfusion A (2045 °C) < Tfusion B (2275 °C).
Il s'agit d'un diagramme de deux composés à miscibilité totale (ils sont miscibles en toutes proportions).

OBTENTION DU DIAGRAMME

On fait fondre un mélange et on suit l’évolution de la température lors du refroidissement.
Pour les corps purs on observe des paliers ou la température est constante (première figure).

On prépare des mélanges de composition différente en chacun des 2 composés.
On part de l'état liquide et on refroidit le liquide lentement.
On enregistre la courbe donnant la température du milieu en fonction du temps.
On obtient 2 types de courbes "première figure" pour un corps pur, avec un palier où la température est constante et
"deuxième figure" pour un mélange.

  
   Cliquer sur chaque figure pour observer le lien avec la figure voisine                     Cliquer sur la figure pour retrouver l'état initial


Ta à Tb = refroidissement du liquide
Tb à Tc = solidification à température constante car il s'agit d'un corps pur (on verra que des mélanges peuvent conduire au même phénomène)
Tc à Td = refroidissement du solide

Courbe de type 2
Ta à Tb = refroidissement du liquide
Tb - Tc = refroidissement avec formation de cristaux de solide
(la pente est plus faible car la formation du solide libère de la chaleur et ralenti le refroidissement)
Tc - Td = refroidissement du solide

 
On dit que l'on a une solution solide continue à laquelle correspond d un diagramme binaire à solubilité mutuelle complète pour tout le
domaine de concentrations.

Ce type de diagramme (température en fonction de la composition) est caractérisé par un fuseau de fusion / solidification délimité par les courbes de solidus et liquidus.
On le qualifie de diagramme à "un fuseau"ot;
.

                Cliquer sur la figure pour retrouver l'état initiall
   Attention : On ne lit pas ces diagrammes comme ceux
    des équilibres liquide-vapeur car, à cause de la viscosité,
    il n’y a pas séparation du solide et du liquide comme
    il y avait une séparation liquide-vapeur.

    On distingue trois zones sur le diagramme :

    - une zone solide, au-dessous du fuseau

    - une zone liquide, au-dessus du fuseau

    - une zone, dans le fuseau, où il y a coexistence de 2 phases,
      un liquide (rouge) et un solide (orange) constitué d'un
      mélange de Al2O3 et Cr2O3

    Lorsqu’on se situe entre les courbes de liquidus et solidus,
    lors du refroidissement, nt,
    un solide (orange) cristallise dans le liquide (rouge).

    Remarque : On observe ce type de diagramme pour les
    alliages Au/Ag, Co/Ni, Au/Pt, Sn/Bi, Cu/Ni ... Mais également
    pour des binaires de composés minéraux ou organiques.

Cette partie de cours est principalement constitué de connaissances aussi vous devez la lire attentivement et la retenir.


Module 11CG11               Liquide - Solide
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                                                     robert.valls@univ-cezanne.fr