Énergie de surface et structures cristallines

Cette séance de cours couvre divers aspects liés à l'énergie de surface et aux structures cristallines, y compris les méthodes de calcul de l'énergie de surface, la relation entre l'énergie de surface et la forme du cristal, le stress de surface, les surfaces cristallines idéales par rapport aux surfaces réalistes, et des modèles comme Terrace-Ledge-Kink. Il explore également les concepts de cristallographie, l'énergie interfaciale, le théorème de Young, la nucléation, les micelles, la longueur de Debye, les effets du pH, les isothermes de Gibbs et de Langmuir et les limites des grains. L'instructeur fournit des explications détaillées et des exemples pour aider à comprendre ces concepts fondamentaux.

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Séances de cours associées (17)

Concepts associés (57)

MSE-304: Surfaces and interfaces

This lecture introduces the basic concepts used to describe the atomic or molecular structure of surfaces and interfaces and the underlying thermodynamic concepts. The influence of interfaces on the p

Densité surfacique d'énergie

La densité surfacique d'énergie ou énergie surfacique, voire densité énergétique (quand le contexte surfacique est clair), est la quantité d’énergie par une unité de surface. Dans le Système international elle se mesure en J/m (joules par mètre carré). Dans un contexte industriel on l'exprime souvent en kWh/m (kilowatts-heures par mètre carré). Cette grandeur physique est principalement utilisée dans l'étude physique des interfaces entre liquides non miscibles, ou entre liquide et gaz, où elle caractérise l'énergie nécessaire à former une interface d'une certaine surface.

Science des surfaces

La science des surfaces est une section de la science des matériaux consacrée à l'étude des phénomènes physiques et chimiques qui se produisent à l' entre deux phases ou entre une phase et le vide. Les propriétés de la matière en surface sont en effet distinctes de celles du cœur des matériaux (bulk). Par exemple, la coordinence des atomes en surface est inférieure à celle des atomes du reste du matériau ce qui induit une réactivité particulière de ces derniers.

Tension superficielle

vignette|et aux gerridés de se déplacer à la surface d'une mare. La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d'un fluide. Elle résulte de l'augmentation de l'énergie à l'interface entre deux fluides. Le système tend vers un équilibre qui correspond à la configuration de plus basse énergie, il modifie donc sa géométrie pour diminuer l'aire de cette interface. La force qui maintient le système dans cette configuration est la tension superficielle.

Double couche électrique

La double couche électrique est un modèle décrivant la variation du potentiel électrique aux abords d'une surface. Elle intervient principalement lors de l'étude du comportement des colloïdes et des surfaces en contact avec des solutions. L'épaisseur de la double couche électrique est appelée longueur de Debye. Le modèle initial de la double couche électrique est attribué à Helmholtz (1879). Mathématiquement, il a simplement assimilé la double couche à un condensateur, en se basant sur un modèle physique dans lequel une couche d'ions est adsorbée à la surface.

Joint de grains

Un joint de grains est l'interface entre deux cristaux de même structure cristalline et de même composition, mais d’orientation différente. vignette|Microstructure de VT22 () après trempe. L'échelle est en micromètres. vignette|Schéma d'un joint de grain, dont les atomes communs à deux cristaux (orange et bleu) sont représentés en vert. Les joints de grains peuvent se former dans deux cas de figure : lors de la solidification du matériau et par recristallisation, durant certains traitements thermomécaniques.

Catalyse hétérogène : introduction et réactivité de surface ChE-403: Heterogeneous reaction engineering

Introduit les bases de la catalyse hétérogène, en se concentrant sur les types de catalyseurs, la réactivité de surface et le rôle de l'énergie de surface dans les processus catalytiques.

Turbulence : Simulation numérique de flux ME-474: Numerical flow simulation

Explore les caractéristiques de la turbulence, les méthodes de simulation et les défis de modélisation, fournissant des lignes directrices pour le choix et la validation des modèles de turbulence.

Microscopie électronique à balayage: signaux et détecteurs PHYS-405: Experimental methods in physics

Couvre les principes de la microscopie électronique à balayage, y compris les signaux SEM, les détecteurs et le spectre d'énergie des électrons, ainsi que l'efficacité de la génération de rayons X.

Contaminants biologiques : agents pathogènes

Couvre la définition des contaminants biologiques et la transmission d'agents pathogènes, y compris les maladies infectieuses émergentes et la résistance aux antibiotiques.

Interfaces solides-solides: limites des grains et énergie de surface MSE-304: Surfaces and interfaces

Explore les limites des grains, l'énergie de surface, les paramètres géométriques et la formation de micelles.