Introduction
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I. MADELUNG ou LE SEL GEMME
1. Attraction coulombienne
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2. Répulsion inter-ionique
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3. Attraction de Van der Waals
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Structure stable des halogénures. Quelques remarques
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5. Compressibilité des halogénures
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II. DRUDE ou
L'ARCHÉO-MÉTAL
1. La situation en
1900 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Le modèle de Drude
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a. Approximation de l'électron libre
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b. Conductibilité électrique d'un métal
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c. Conductibilité thermique. Loi de
Wiedemann - Franz . . . . . . . . . .
d. Propriétés optiques du gaz d'électrons
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3. Dérapage du modèle de Drude
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III. SOMMERFELD ou LE "
BON " MÉTAL
1. Électrons libres à une dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Rappels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Densité des états . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Système de N électrons indépendants . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Influence de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Électrons libres à trois dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Densité et occupation des états . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Interactions entre électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Drude dépoussiéré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Chaleur spécifique des électrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Conductibilité électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Supraconductivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Conductibilité thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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e. Paramagnétisme de Pauli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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IV. QUELQUES PROPRIÉTÉS DES BONS MÉTAUX
1. Cohésion du bon métal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Distance interatomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Énergie de cohésion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Élasticité. Compressibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Dilatation thermique
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2. Un bon métal : aluminium
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a. L'aluminium est un " bon " métal
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b. Propriétés physiques et métallurgiques de l'aluminium
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V. STRUCTURES CRISTALLINES USUELLES
1. Rappel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Maille, réseau, motif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Rangées, plans, indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Détermination des structures cristallines . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Quatre structures cristallines importantes . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Structure cubique à faces centrées (cf.c) . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Structure cubique centrée (c.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Structure hexagonale compacte (h.c.) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Structure diamant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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e. Allotropie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Structures non cristallines
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a. Liquides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Amorphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Cristaux quasi-périodiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VI. BLOCH ET BRILLOUIN
ou LES ÉLECTRONS DANS UN CRISTAL
1. Apparition de bandes interdites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Fonctions de Bloch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Plans et zones de Brillouin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Bandes interdites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5. Surface de Fermi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Cas de coefficients
| VG | faibles
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c. Cas de coefficients
| VG |
forts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d. Conséquences sur la densité des états . . . . . . . . . . . . . . . .
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6. Classification des solides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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7. Remarques sur le vecteur k des fonctions de Bloch . . . . . . . .
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8. Mouvement d'un électron en présence d'une force extérieure . . . . . .
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a. Électron en présence d'un champ électrique e
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b. Électron en présence d'une induction magnétique B . . . . . .
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c. Résonance cyclotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Concept de masse effective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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e. Propriétés des trous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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9. Bloch, Anderson, Mott, et les autres... . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Les matériaux réels ou le désordre établi . . . . . . . . . . . . . .
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b. Localisation d'Anderson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Sauts des porteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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VII. SURFACES ET DÉFAUTS PONCTUELS
1. Surfaces libres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. la. Énergie superficielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Densité électronique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Structure microscopique
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2. Défauts ponctuels
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a. Les lacunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Interstitiels
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VIII. DIFFUSION ET PRÉCIPITATION
1. Autodiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Diffusion aléatoire des lacunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Diffusion de lacunes soumises à une force . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Autodifusion lacunaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Mesure de l'autodiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Hétérodiffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Le mécanisme lacunaire
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b. Le mécanisme interstitiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Équations de la diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Précipitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Équilibre d'un alliage à deux constituants . . . . . . . . . . . . . .
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b. Germination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Croissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Le processus photographique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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IX. DISLOCATIONS ET JOINTS
1. Genèse d'un concept
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a. Le phénomène de glissement
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b. La très faible valeur des cissions réduites mesurées . . . . . . . . .
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2. Modèle élastique de dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Procédure de Volterra
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b. Contraintes et déformations
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c. Énergie élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Forces exercées sur les dislocations par des contraintes élastiques
3. Dislocations dans les cristaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Structure des dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Mouvement des dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. Sous-joints et joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Sous-joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Joints de grains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Ségrégation aux joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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e. Réactivité des joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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X. DÉFORMATION ET RUPTURE
1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. L'essai de traction
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b. L'écoulement plastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Déformation à basse température . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Source de Frank et Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Glissement des dislocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Obstacles au glissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Déformation à haute température . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Fluage newtonien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Fluage non newtonien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. La rupture fragile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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a. Contrainte théorique de clivage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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b. Modèle et critère de Griffith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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c. Initiation des fissures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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d. Rupture versus déformation
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e. Paramètres influents
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ANNEXE
1. Diffraction par un cristal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Théorème de Bloch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3. Équation de Boltzmann. Conductibilité électrique . . . . . . . . . . .
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4. La méthode des liaisons fortes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5. Le vecteur de Burgers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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PROBLÈMES avec CORRIGÉS
DU LITHIUM EN PLAQUETTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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INSTABILITÉ DU CAROTÈNE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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COMPOSÉS A-B UNIDIMENSIONNELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ÉTATS ÉTENDUS ET ÉTATS LOCALISÉS SUR UNE CHAÎNE . . . .
TRANSITION ISOLANT-MÉTAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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STRUCTURE DE BANDES D'UN OXYDE SUPRACONDUCTEUR
PROPRIÉTÉS MAGNÉTIQUES D'UN CRISTAL . . . . . . . . . . . . . . . . .
FERROÉLECTRICITÉ DU TITANATE DE BARYUM . . . . . . . . . . . .
ORDRE ET DÉSORDRE DANS LES ALLIAGES . . . . . . . . . . . . . . . .
SURFACES ET MARCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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CENTRES COLORÉS DES CRISTAUX IONIQUES . . . . . . . . . . . . . .
HYDROGÈNE SUR DES POUSSIÈRES INTERSTELLAIRES . . . . . .
DIFFUSION EN PRÉSENCE D'UNE FORCE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
OXYDATION DES MÉTAUX
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
EFFET SNOEK ET ACIERS MARTENSITIQUES
. . . . . . . . . . . . . . . .
GONFLEMENT DES COMBUSTIBLES NUCLÉAIRES
. . . . . . . . . . .
ÉVOLUTION DES ACIERS IRRADIÉS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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AGITATION THERMIQUE DANS LES SOLIDES . . . . . . . . . . . . . . .
ÉTUDE
DES PHONONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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LECTURES COMPLÉMENTAIRES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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LEXIQUE ANGLAIS
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INDEX DES MATIÈRES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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INDEX DES AUTEURS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
