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Description illustration de l'article Responsable de l’UE : Gilles Wallez, Professeur UPMC

1. Descriptif de l’UE

Volumes horaires globaux : CM 32 h,  TD 16 h, TP 12 h
Nombre de crédits de l’UE : 6 ECTS
Barème total/100 : Ecrits / 60, oraux / 20, TP / 20,

 

2. PrÉsentation pÉdagogique de l’UE

 

Description de l’UE

Cette approche du solide réel s’adresse à des étudiants possédant si possible des notions relatives au solide idéal (Cristallographie, Chimie du Solide). Il s’agit de montrer que de multiples défauts, même en très faibles quantités, stabilisent le solide et induisent des propriétés et applications très diverses (électronique, métallurgie, céramiques, catalyse, sondes, piles à combustible, corrosion, …). Au-delà de la synthèse, le chimiste optimise le matériau inorganique en maîtrisant la nature, la concentration et la dispersion des centres actifs que constituent ces défauts.

Mots clÉs

Défauts généralisés, localisés, non-stoechiométrie, clusters, impuretés, matériaux dopés, interactions entre défauts, défauts complexes. La surface : sous-coordinence et réactivité, site catalytique, catalyse hétérogène.

 

Objectifs d’apprentissage

Cette UE constitue une charnière entre les enseignements antérieurs (Chimie du Solide et Cristallographie) décrivant des systèmes solides idéaux, et les nombreuses applications des matériaux. Les étudiants apprennent à voir le solide sous son aspect réel, en lien direct avec ses propriétés.

ThÈmes abordÉs

 

Défauts ponctuels
- approche thermodynamique
- lacunes et interstitiels dans les métaux (diffusion)
- défauts des composés ioniques, excitons, défauts d’irradiation (conductivité, couleur)

Défauts étendus
- dislocations (plasticité des métaux, effets chimiques, croissance)
- joints de grains (céramiques, ségrégation de phases)
- fautes d’empilement
- surfaces (morphologie, macles, croissance cristalline, couches minces)

Ordre et désordre
- positions (transitions, solutions solides métalliques)
- mésophases (nématiques, smectiques)
- amorphes (verres)

Non-stœchiométrie
- approche thermodynamique, modèle de Kröger-Vink
- oxydes d’éléments de transition, clusters (corrosion)
- réarrangements structuraux (phases de Magneli, bronzes)
- conductivité par hopping

Impuretés et dopage
- une céramique avancée : la zircone stabilisée (pile à combustible, capteur de pression O2)
- dopage des solides ioniques (conductivité ionique, applications optiques, magnétiques)
- propriétés mécaniques (aciers)
- semi-conducteurs (jonction p-n, DEL, pile photovoltaïque)

Catalyse et catalyseurs
- chimie de surface et de la matière divisée
- dépollution
- chimie verte
- catalyse et énergie

 

Langue d’enseignement

Les Cours, Travaux Dirigés, Travaux Pratiques et Examens sont en Français.

PLANNING DES ENSEIGNEMENTS

Début des cours le vendredi 10 janvier 2014

de 8h30 à 12h45

de 13h45 à 18h00 en Tour 13.14 salle 109 et F412 en plus de 16h à 18h

Toutes les informations (planning, doc...) seront disponibles sur SAKAI