Surface et interfaces - KAMA7M14

Objectif(s)

Montrer à travers quelques exemples et illustrations le rôle important joué par les surfaces/interfaces au sein des systèmes physiques et physico-chimiques.
Décrire la structure et la morphologie des surfaces/interfaces.
Comprendre les concepts de base qui régissent l’équilibre mécanique et physico-chimique de systèmes comportant des interfaces Introduction à la physico-chimie des surfaces et interfaces.
Présentation des différents modèles et leurs applications.
Etudier les propriétés de mouillage et d’adhésion aux interfaces et le rôle particulier des surfaces et interfaces dans les systèmes de petite taille. Introduction au

Contenu(s)

Chapitre 1: Généralités sur les surfaces, interfaces et interphases
1- Introduction
2- La surface et ses défauts
3- Adsorption
4- Expression simplifiée de l'énergie associée à la surface d'un corps pur
5- Interfaces

Chapitre 2: Equilibre mécanique et physico-chimique des systèmes comportant des interfaces
1- Introduction : approche intuitive de l’énergie / tension de surface
2- Approche thermodynamique de l’énergie interfaciale - relation entre énergie interfaciale et contrainte interfaciale
3- Equilibre mécanique d’un système hétérogène présentant des interfaces courbes : Loi de Laplace
4- Forme d’équilibre d’un cristal : Diagramme de Wulf
5- Energie interfaciale et ségrégation

Chapitre 3: Mouillabilité et Adhésion - Applications
1- Introduction
2- Equilibre de mouillage - relation de Young
3- Mesure de l’angle de contact par la méthode de la goutte déposée
4- Travail d’adhésion (relation de Young et Dupré), travail de cohésion et d’immersion
5- Applications : montée capillaire - loi de Jurin, cinétique d’infiltration - relation de Washburn
6- Capillarité versus gravité (forme des gouttes)
7- Mouillage des surfaces réelles : effets de rugosité et d’hétérogénéités
8- Mesure de l’énergie de surface
9- Mouillage non réactif, mouillage réactif
10- Exemples de mouillage dans différents systèmes
11- Assemblage des matériaux par brasage

Notions de base de la thermodynamique des solutions et des équilibres de phases (énergie libre, enthalpie libre, potentiel chimique, activité chimique, équilibres chimiques, diagrammes d’équilibres de phases).
Notions de base en sciences et génie des matériaux (différentes classes de matériaux, microstructures et propriétés
associées).
Notions élémentaires de cristallographie (structure atomique, plan et direction cristallographique, indices de Miller).