Règles de Hume-Rothery

Règles de Hume-Rothery

En chimie, les règles de Hume-Rothery, du nom de William Hume-Rothery qui les a énoncées la première fois, donnent les conditions de base pour obtenir un alliage homogène avec solubilité totale à l'état solide (c'est-à-dire une solution solide). Il y a deux ensembles de règles, l'une pour les solutions solides de substitution et l'autre pour les solutions solides interstitielles.

Solutions solides de substitution

Diagramme de phase Bi-Sb. À cause de leurs propriétés chimiques et physiques semblables, le bismuth et l'antimoine forment une solution solide (en dessous du solidus) dans tous les cas de figure et à toutes les températures. Le diagramme de phase est un diagramme à un fuseau.

Les règles pour les solutions solides de substitution sont[1] :

  1. Les éléments constituant l'alliage doivent avoir la même structure cristallographique (par exemple, élément cubique à faces centrées avec un autre élément cubique à faces centrées).
  2. Les atomes doivent avoir une taille voisine : leurs rayons ne doivent pas différer de plus de 15%. Dans le cas contraire, la solubilité sera très limitée.
  3. La valence des deux éléments doit être identique (exemple : bismuth et antimoine).
  4. Le soluté et le solvant doivent posséder une électronégativité similaire. Si la différence est trop élevée, les métaux vont tendre à former un intermétallique plutôt qu'une solution solide.

Solutions solides interstitielles

Les règles pour les solutions solides interstitielles sont[2] :

  1. Les atomes du soluté doivent être plus petits que les pores de la structure cristalline du solvant.
  2. Le soluté et le solvant doivent posséder une électronégativité similaire.

Notes et références

  1. ↑ (en) H. K. D. H. Bhadeshia, « Solid Solutions: The Hume-Rothery Rules », Department of Materials Science and Metallurgy, Université de Cambridge, 2005. Consulté le 22 février 2009
  2. ↑ (en) Van Nostrand, Van Nostrand's Scientific Encyclopedia, John Wiley & Sons, Inc., 2002, « Hume-Rothery Rules » 

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