Contribution à l'étude des propriétés structurales et de transport électronique des alliages métalliques liquides binaires et ternaires

Contribution to study the structural and electronic transport properties of binary and ternary liquid alloys

• Auteur / Autrice : Saïd Saadeddine
• Direction : Jean-Georges Gasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie physique et mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alliages ternaires

Facteur de forme (physique nucléaire)

Alliages binaires

Résumé

Ce travail a été consacré à l'étude des propriétés de transport électronique dans les alliages métalliques binaires et ternaires à base de métaux nobles et de germanium et à celle de la structure atomique des alliages binaire Al-Ge et ternaire Al-Ni-Si. Afin d'interpréter les propriétés de transport électronique des alliages ternaires, nous avons été amenés à développer des programmes de calcul de facteurs de structure et de résistivité d'alliages à plus de deux composants. Nous avons choisi comme potentiel effectif le potentiel de sphères dures ou un potentiel de sphères dures perturbé par un palier (potentiel répulsif) ou un puits carré (potentiel attractif). La résistivité a été calculée en utilisant la formule de Ziman étendue adaptée aux alliages à m composants avec le formalisme de la matrice t exprimée en fonction des déphasages. Beaucoup d'alliages binaires et ternaires (en particulier à base de nickel) présentent un prépic dans leurs facteurs de structure. Nous avons montré que les prépics caractéristiques d'un ordre chimique à moyenne distance peuvent être expliqués par l'introduction de potentiels attractifs. Ceci nous a permis d'expliquer l'ordre chimique existant dans les compositions amorphisables de l'alliage Al-Ni-Si. Roll et Motz ont obtenu des anomalies assez prononcées, dans les isothermes de résistivité et dans leurs coefficients de température en fonction de la concentration, pour les alliages liquides binaires cuivre-argent- et or-argent. Des études faites dans notre laboratoire (sur les alliages à base de métaux nobles et de germanium) ont montré que le maximum de la résistivité électrique est obtenu avec de l'argent (situe au milieu de la colonne ib du tableau périodique). Nous avons, dans un premier temps, infirme les anomalies de Roll et Motz. Puis, nous avons poursuivi cette série de mesures en déterminant expérimentalement les résistivités des alliages ternaires (Cu-Ag)-Ge et (Au-Ag)-Ge. Nous avons calculé les résistivités de ces alliages ternaires avec un programme que nous avons mis au point. Nous avons montré que la formule de Faber-Ziman utilisée avec les déphasages de Dreirach ne permettait pas d'expliquer pourquoi la résistivité d'alliages à base d'argent était la plus élevée. Nous expliquons cette anomalie de manière qualitative grâce aux données thermodynamiques et de photoémission en la reliant à la position de la bande d de l'argent

This work is in two parts. We first, study the electronic transport properties in the binary and ternary noble-noble and noble-noble-germanium liquid alloys. Then, we calculate the structure factors of binary and ternary Al-Ge an Al-Ni-Si liquid alloys. To interpret electronic transport properties of ternary liquid alloys, we developed a calculations of m-components liquid structure factors and electrical resistivity. We take square-well hard sphere effective potentials and t-matrix like form factor in the extended Faber-Ziman formula. Several binary and ternary liquid alloys present a prepeak in their structure factors. We show that the prepeak which characterize the chemical short-range order (CSRO) can be explained by the introduction of an attractive potential. This fact allowed us to explain the CSRO existing in the amorphisable compositions of Al-Ni-Si liquid alloys. Roll and Motz have obtained pronounced anomalies in the resistivity and in its temperature coefficient for noble-noble alloys. Several studies done in our laboratory (concerning noble-germanium alloys) have shown that the maximum of the resistivity is obtained with silver alloys. We first, have shown that our measurements do not reproduces the anomalies obtained by Roll and Motz. Secondly, we determine experimentally the electrical resistivity of ternary (Cu-Ag)-Ge and (Au-Ag)-Ge liquid alloys. We have calculated the resistivity of these ternary alloys. Some systematic trends (higher resistivity of Ag-Ge) of the experimental curves are not reproduced by an analysis in the conventional extension of Faber-Ziman (F-Z) formalism with the t-matrix. Among the possible explanations beyond the F-Z model, there is hydridization between s-(and/or p-) electrons with d-states