Traitement de recristallisation

Traitement de recristallisation

Recristallisation

La recristallisation est un processus diagénétique qui implique un changement de cristallinité de la phase préexistante, sans modification chimique. Exemples : augmentation de la taille moyenne des cristaux par coalescence dans une masse déjà cristallisée ; « inversion » de l'aragonite en calcite.

Purification d'un composé organique

Les composés solides obtenus par synthèse organique ou extraits de substances naturelles sont souvent contaminés par de faibles quantités d'impuretés. La technique habituelle de leur purification est la recristallisation, fondée sur leur différence de solubilité à chaud et à froid dans des solvants. La solubilité d'un solide augmente généralement avec la température ; aussi, lorsqu'il est solubilisé dans un solvant chaud, sa cristallisation peut-être provoquée par le refroidissement de la solution jusqu'à sa sursaturation. La recristallisation consiste donc à la mise en solution du solide à purifier dans un solvant ou dans un mélange de plusieurs solvants, généralement à l'ébullition, puis au refroidissement de la solution, ce qui entraîne la cristallisation du solide, isolé ensuite par filtration. On peut également reconcentrer le soluté jusqu'à précipitation par évaporation du solvant.

Le produit organique synthétisé contient une certaine teneur en impuretés. Si l'on regarde un diagramme de phase binaire typique, représentant le produit pur et l'impureté, on voit que lors de la précipitation, le premier cristal formé a une teneur plus faible en impureté que le produit initial ; l'impureté est rejetée dans le solvant.

Pour la partie thermodynamique du procédé, on pourra voir une démarche analogue dans l'article Solidification > Solidification à l'équilibre.

Eddy Flamand, Jacques Bilodeau, Chimie organique expérience de laboratoire, Griffon, p.5

Recristallisation dans un solvant : dissolution des cristaux dans un solvant chaud, récristallisation par refroidissement (la saturation dépend de la température)
idem avec filtration à chaud
idem avec deux solvants
Recristallisation dans un solvant avec évaporation
évaporation lente avec un solvant
évaporation lente avec deux solvants
Diffusion lente de gaz avec deux solvants
Diffusion liquide lente
idem avec un tube en H

On peut par une méthode similaire purifier des monocristaux de silicium, c'est le méthode de fusion de zone.

Science des matériaux

En science des matériaux, le terme « recristallisation » désigne une réorganisation de la structure cristalline qui a lieu à l'état solide. Elle est précédée par la restauration.

Le déformation plastique d'un matériau s'accompagne de la création de dislocations (mécanisme de Frank et Reed). Ces dislocations représentent un « stock d'énergie élastique ». Lorsque la température est suffisante, les dislocation deviennent spontanément mobiles et provoquent une réorganisation de la structure cristalline, en deux étapes : restauration puis recristallisation.

D'un point de vue local, la recristallisation est un mouvement des atomes lors du passage d'une dislocation. Le placement obtenu par ces petits mouvements — de l'ordre de quelques distances interatomiques — donnent un réseau cristallin similaire, mais orienté différemment de l'origine. La position des joints de grain change également.

On a donc une germination de « nouveaux cristallites », en général aux points triples (point touchant trois cristallites différents), puis croissance du nouveau cristallite aux dépens de la structure en place.

Ce phénomène s'accompagnant de l'élimination de dislocations, on a donc une annulation de l'écrouissage, donc un « attendrissement » du matériau. On annule également les textures (épitaxie, texture de fibre obtenue par tréfilage ou laminage) pour obtenir un matériau globalement isotrope.

La température à laquelle se produisent ces phénomènes dépend du taux de déformation : plus un matériau est déformé, plus il « stocke » d'énergie élastique, donc plus la restauration et la recristallisation commenceront « tôt » (à une température plus basse).

Dans certaines conditions de température et de vitesse de déformation, on peut avoir de la recristallisation dynamique.

Suivi de la recristallisation

Expérimentalement, on peut suivre la recristallisation de plusieurs manières :

  • par mesure de microdureté ; on peut faire un tracé de la microdureté en fonction de la température et de la durée du traitement ;
  • observation de la forme des cristallites ;
  • mesure de texture par diffractométrie X.
  • Portail de la chimie Portail de la chimie
Ce document provient de « Recristallisation ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Traitement de recristallisation de Wikipédia en français (auteurs)

Игры ⚽ Нужен реферат?

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Traitement thermique — Le traitement thermique d un matériaux (par le chaud ou le froid) vise à en modifier certaines propriétés de (résistance en général). Il peut concerner des matériaux tels que le verre, le bois, le métal, ou des aliments. Les traitements… …   Wikipédia en Français

  • Recristallisation (métallurgie) — Science des matériaux En science des matériaux, le terme « recristallisation » désigne une réorganisation de la structure cristalline qui a lieu à l état solide. Elle est précédée par la restauration. La déformation plastique d un… …   Wikipédia en Français

  • MÉTALLURGIE - Les traitements thermiques — Le terme «traitement thermique» désigne depuis le XIXe siècle un ensemble d’opérations effectuées sur des pièces métalliques, et qui comprend un chauffage suivi d’un maintien isotherme, à une température fixe, puis d’un refroidissement plus ou… …   Encyclopédie Universelle

  • ALUMINIUM — Bien qu’il ne soit passé dans le domaine industriel qu’à la fin du XIXe siècle, après la découverte par Paul Louis Toussaint Héroult et Charles Martin Hall du procédé de fabrication par électrolyse, l’aluminium est devenu le premier des métaux… …   Encyclopédie Universelle

  • DÉFORMATION DES ROCHES — L’observation de certaines roches, lors des études tectoniques par exemple, montre qu’elles ont subi des déformations parfois très importantes (cf. STRUCTUROLOGIE Géologie, TECTONIQUE), pouvant, dans certains cas, être mesurées. Ces déformations… …   Encyclopédie Universelle

  • SUPERPLASTICITÉ DES MÉTAUX — L’une des propriétés principales de l’état métallique est l’aptitude à la déformation sous l’effet d’une contrainte. Selon la valeur de celle ci, la déformation résultante peut être élastique , c’est à dire qu’elle se résorbe si la contrainte… …   Encyclopédie Universelle

  • re- — ♦ Élément, du lat. re (var. ré, r devant voyelle) indiquant un mouvement en arrière, qui exprime : le fait de ramener en arrière (rabattre, recourber), le retour à un état antérieur (refermer, rhabiller), la répétition (redire …   Encyclopédie Universelle

  • r- — re , ré élément, du lat. re, indiquant un mouvement en arrière, exprimant la répétition (redire), le renforcement (revivifier, renfoncement), le retour en arrière ou à un état antérieur (revenir, revisser). ⇒RE , RÉ , R , préf. Préf. qui, associ …   Encyclopédie Universelle

  • Acide acétylsalicylique — Molécule d acide acétylsalicylique Général …   Wikipédia en Français

  • MÉTALLURGIE — LA MÉTALLURGIE est l’art d’extraire les métaux de leurs minerais, d’élaborer des alliages, de les transformer en produits demi finis et de les mettre en forme pour leur utilisation (produits «finis»). Elle couvre ainsi trois grands domaines… …   Encyclopédie Universelle

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”