Clefs n°59 été 2010
Clefs n°59 été 2010
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°59 de été 2010

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 160

  • Taille du fichier PDF : 16,5 Mo

  • Dans ce numéro : les matériaux au coeur du processus d'innovation.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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150 mésoscopique : qui se situe à une échelle intermédiaire entre les échelles nanoscopique et microscopique : une mésostructure est une structure à cette échelle. métabolisme : ensemble des réactions couplées se produisant dans les cellules de l’organisme ; il permet soit d’extraire l’énergie des nutriments (catabolisme), soit de synthétiser les constituants nécessaires à la structure et au bon fonctionnement des cellules (anabolisme). métallurgie des poudres : procédé d’élaboration d’alliages métalliques – différent du procédé plus classique par fusion – ou de céramiques, passant par le mélange de poudres élémentaires, la compaction puis par une étape de traitement thermique avec ou sans compaction (densification par frittage ou filage). métaux de transition : famille des 38 éléments de numéros atomiques 21 à 30, 39 à 48, 72 à 80 et 104 à 112, parmi lesquels le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le chrome, le platine… méthane : hydrocarbure de formule brute CH 4 étant le plus simple composé de la famille des alcanes ; gaz produit par des organismes vivants, il s’utilise comme combustible ainsi que comme liquide réfrigérant ; il est également reconnu comme étant l’un des principaux gaz à effet de serre. métrique : fonction qui définit une distance entre les éléments d’un ensemble. micelle : agrégat sphéroïdal de molécules, appelé tensioactif, comprenant une tête polaire hydrophile et une chaîne hydrophobe. micro : préfixe du millionième (10 -6). 1 micromètre (m) ou micron =10 -6 mètre. microélectronique : spécialité de l’électronique qui s’intéresse à l’étude et à la fabrication de composants électroniques à l’échelle micrométrique. microscope à effet tunnel (STM pour Scanning Tunneling Microscope) : cet instrument permet d’explorer, à l’échelle atomique, la topologie des surfaces de solides conducteurs au moyen d’une sonde effilée, de façon que son extrémité soit constituée de seulement quelques atomes, et se déplaçant le long de la surface. L’interaction pointe-surface est mesurée par le nombre d’électrons qui circulent par effet tunnel entre la sonde métallique et la surface conductrice. La microscopie à effet tunnel est basée sur le fait qu’il y a une probabilité non nulle qu’une particule d’énergie inférieure à la hauteur d’une barrière de potentiel puisse la franchir (effet tunnel). Le STM permet également d’étudier des surfaces plongées dans un liquide. microscope électronique à balayage (MEB, en anglais SEM pour Scanning Electron Microscope) : dans les microscopes à balayage, l’image est construite point par point en balayant une petite sonde d’électronssur l’objet. Pour chaque position de la sonde, un signal est enregistré sur un ou plusieurs détecteurs, et un logiciel ou une carte d’acquisition réalise une cartographie des signaux détectés. Sa résolution avoisine 1 nm. microscope électronique à transmission (MET, en anglais TEM pour Transmission Electron Microscope):un faisceausonde d’électrons est envoyé sur l’échantillon et le traverse avant d’être détecté. Un système de lentilles (bobines produisant un champ magnétique qui dévie les électrons) permet de focaliser le faisceau sur l’échantillon, puis un autre ensemble de lentilles modifie le faisceau de sortie pour former une image grossie de l’objet. Sa résolution peut atteindre 0,1 nm, soit l’échelle atomique. Tout comme le microscope électronique à balayage, le MET est un instrument de choix pour voir les structures en volume, les interfaces et la composition chimique. microscopie : ensemble des techniques d’imagerie des objets de petites dimensions opérées par un appareil nommé microscope ; CLEFS CEA - N°59 - ÉTÉ 2010 il existe trois types de microscopie : la microscopie optique, la microscopie électronique et la microscopie à sonde locale. microscopie à force atomique (AFM pour Atomic Force Microscopy):méthode de microscopie basée sur la mesure de la force ou du gradient de force dans les trois plans de l’espace entre une sonde (dont l’extrémité est formée de quelques atomes) et une surface solide. La sonde en forme de pointe effilée est fixée à une mince lame qui fait office de ressort dont la flexion est mesurée par la déviation d’un faisceau laser, un ordinateur permettant de visualiser les données. microscopie à force piézoélectrique (PFM pour Piezoresponse Force Microscopy):ce mode de fonctionnement particulier du microscope à force atomique (AFM), appelé mode de réponse piézoélectrique, permet de réaliser une cartographie de l’état de polarisation des domaines ferroélectriques d’un échantillon. En appliquant une tension continue entre la pointe de l’AFM et l’échantillon, il est possible de polariser localement l’échantillon. microsonde de Castaing : méthode d’analyse chimique (en anglais Electron Probe MicroAnalysis, EPMA), inventée par Raimond Castaing en 1951, qui consiste à bombarder une zone d’un échantillon d’un diamètre de l’ordre du micron avec un faisceau d’électrons focalisé, et à analyser le spectre des rayons X émis en réponse à cette sollicitation. microstructure : appliqué au combustible nucléaire ou à un matériau, ce terme désigne la forme, la taille et l’agencement de ses composants (grains d’un matériau polycristallin, minéraux) et de ses vides (porosité, lacunes...). modélisation : représentation simplifiée (modèle) d’un système ou d’un processus afin de le simuler, rassemblée dans un logiciel de calcul (souvent appelé code), sous forme d’expressions mathématiques. La taille de maille, dans l’espace et dans le temps, donne la résolution du modèle. modérateur : matériau formé de noyaux légers qui ralentissent les neutrons par diffusions élastiques. Il doit être peu capturant afin de ne pas « gaspiller » les neutrons et être suffisamment dense pour assurer un ralentissement efficace. module d’Young (ou module d’élasticité longitudinal) : pour un matériau « élastique » soumis à des efforts de traction ou de compression, rapport établi dans le sens de la longueur entre la variation de contrainte et la variation de déformation. Découlant de la loi de Hooke (déformation proportionnelle à la contrainte), il s’exprime comme une pression mesurée généralement en MPa ou en GPa. mole : unité de quantité de matière (symbole mol) d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kg de carbone 12, soit 6,0310 23 (nombre d’Avogadro). M = mole/litre. molécule : groupe d’atomes liés par des liaisons chimiques. molybdène : élément chimique, de symbole Mo et de numéro atomique 42. moment magnétique : grandeur M décrite mathématiquement par un vecteur ayant la dimension d’une intensité de courant (en ampères) multipliée par une surface (Am 2), liée au couple auquel est soumis un aimant placé dans un champ magnétique uniforme B selon la formule = MBsin où est l’angle entre M et B. monocristal : cristalformé d’un seul bloc, sans discontinuité, d’un assemblage d’atomes, d’ions ou de molécules répartis de façon périodique et régulière dans les trois directions de l’espace, contrairement à un polycristal.
monomère : substance, le plus souvent organique, utilisée dans la synthèsedes polymèresau cours d’une réaction de polymération. Monte-Carlo (méthode de) : méthode statistique d’appro - ximation de la valeur d’une intégrale en utilisant un ensemble de points aléatoirement distribués selon une certaine probabilité. Elle consiste à répéter l’attribution d’une valeur numérique dépendant du déroulement d’un processus où le hasard intervient, puis à calculer une moyenne et sa dispersion statistique (traduisant sa précision) sur l’ensemble des valeurs obtenues. Les simulationsde Monte-Carlo cinétique permettent de reproduire et également de prédire une large variété de comportements cinétiques à uneéchelle mésoscopique. mouvement brownien : du nom du botaniste écossais Robert Brown (1773-1858), il s’agit de la description mathématique du mouvement aléatoire d’une « grosse » particule immergée dans un fluide et qui n’est soumise à aucune autre interaction que des chocs avec les « petites » molécules du fluide environnant ; il en résulte un mouvement très irrégulier de la grosse particule. N nafion : polymère classiquement utilisé comme électrolyte dans les PEMFC fabriqué par Dupont de Nemours. nano:préfixendu milliardième (10 -9) ; 1 nanomètre(nm)= 10 -9 mètre. nanoparticule/nanostructure : particule/structure de taille nanométrique. nanophotonique : étude de la lumière à l’échelle nanométrique. nanostructuration : formation de motifs structuraux à l’échelle nanométrique. nanotechnologie : ensemble des procédés de fabrication et de manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle du nanomètre ; pareillement pour les nanoaérosols, nanomatériaux, nanoobjets, nanoparticules, nanoproduits, nanotraceurs... nanotoxicologie : étude de la toxicité des particules ultrafines (de 1 à 100 nanomètres). nanotube de carbone : structure cristalline constituée d’un ou plusieurs feuillets de graphène enroulés sur eux-mêmes, d’un diamètre nanométrique mais dont la longueur peut atteindre plusieurs, voire plusieurs centaines de micromètres. Selon l’orientation de l’enroulement, il peut être soit métallique, soit semi-conducteur. neutron : particule fondamentale électriquement neutre, de masse 1,67510 -27 kg. Les neutrons sont, avec les protons, les constituants (nucléons) des noyaux atomiques. Ils peuvent provoquer la fission de noyaux fissiles dans les réacteurs nucléaires. neutrons rapides : neutronslibérés lors de la fission, se déplaçant à très grande vitesse (20 000 km/s). Leur énergie est de l’ordre de 2 MeV. neutrons thermiques : également appelés neutrons lents (ou thermalisés), neutrons en équilibre thermique avec la matière dans laquelle ils se déplacent à une vitesse de l’ordre de 2 à 3 km/s. Leur énergie est inférieure à 1 eV. nickel : élément chimique de symbole Ni et de numéro atomique 28 ; métal blanc argenté, faisant partie du groupe du fer ; très résistant à l’oxydation et à la corrosion, il entre dans la composition de nombreux alliages. nickelates : oxydes contenant du nickel et de composition Ln 2 NiO 4+.(dans le cas présent avec Ln=Nd, La, Pr). nitrure : composé chimique associant de l’azoteà un corps simple, souvent un métal. nitrure d’aluminium (AlN) : matériau semi-conducteur à large bande interdite (6,2 eV), réfractaire ; isolant électrique possédant une très grande conductivité thermique et présentant une grande résistance à l’oxydation et l’abrasion. nombres quantiques : en mécanique quantique, l’électron est caractérisé par quatre nombres. Le nombre quantique principaln, nombre entier ≥1, correspond au numéro de la couche électronique et indique en grande partie l’énergie de l’électron et la taille de l’orbitale qui augmente avecn. Le nombre quantique secondaire I, qui peut prendre toutes les valeurs entières comprises entre 0 et n - 1, définit principalement la forme de l’orbitale – orbitales s (I =0), p (I =1), d (I =2), f (I = 3)... Le nombre quantique magnétiquem, dont les valeurs entières s’étendent de - I à+I, détermine l’orientation de l’orbitale décrite par l’électron. Enfin, le nombre quantique de spin s représente le spinde l’électron, soit ± 1/2. En XPS et en XPEEM, la notation est nI I +s. normaux mètre cube (Nm 3) : unité de débit qui permet de comparer des mesures effectuées dans des conditions différentes et réelles ramenées aux conditions standard de température et de pression : 0 °C et 1 bar absolu. noyau (atomique) : constituant essentiel d’un atome, chargé positivement et composé de protons et de neutrons (sauf pour l’hydrogène), auquel sont liés des électrons. noyaux lourds : dénomination donnée aux isotopes des éléments dont le numéro atomiqueest égal ou supérieur à 80. Tous les actinides et leurs produits de filiation figurent dans ce groupe. nucléide : espèce nucléaire caractérisée par son nombre de protons Z (numéro atomique), son nombre de neutrons N et par son nombre de masse A, égal à la somme du nombre de protons et du nombre de neutrons (A = Z + N). numéro atomique : nombre de protons du noyau d’un élément. O ohmique : caractéristique d’un transport de charge (résistance, contact, perte...) olivine : silicate ferromagnésien qui doit son nom à sa couleur vert olive, répondant à la formule générale (Fe, Mg) 2 (SiO 4) ; se forme à hautes pressions, en l’absence d’eau, dans des milieux déficitaires en quartz ; par extrapolation, les composés de structure analogue, tel que le LiFePO 4 sont souvent désignés par le terme d’olivine. organométallique (composé) : composé organique renfermant au moins une liaison carbone-métal. ostéogenèse : processus de formation des os. oxydation : réaction au cours de laquelle un atome ou un ion perd des électrons. La plus courante est celle dans laquelle un composé se combine avec un ou plusieurs atomes d’oxygène, formant ainsi un oxyde. oxydes lamellaires : mélanges d’oxygène, d’un élément de transition (cobalt, nickel...) et, généralement, d’un élément alcalin (lithium, sodium), formant des composés dont la structure est construite par un empilement successif de couches d’éléments de transition et de couches d’éléments alcalins. CLEFS CEA - N°59 - ÉTÉ 2010 151



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