Recristallisation

Définition

La recristallisation, faisant suite à une cristallisation primaire, est la répétition du processus de cristallisation dans une solution qui a déjà été faite dudit procédé. Les eaux restantes contiennent encore un soluté dissous qui peut cristalliser. Pour un processus de cristallisation plus rapide, il faut appliquer un noyau de cristallisation.

Cas de la glace

Pour la glace, la recristallisation se réfère à la croissance de plus gros cristaux au détriment des plus petits. Il a été démontré que certaines protéines antigel biologiques inhibent ce processus, et l'effet peut être pertinent chez les organismes tolérants à la congélation ou cryogénisation.

En chimie

En chimie, la recristallisation est une technique utilisée pour purifier les produits chimiques. En dissolvant les deux impuretés et un composé dans un solvant approprié, on peut soit retirer le composé désiré, soit les impuretés de la solution, en laissant l'autre derrière. Il est nommé pour les cristaux souvent formés lorsque le composé précipite. Alternativement, la recristallisation peut se référer à la croissance naturelle de plus gros cristaux de glace au détriment des plus petits.

La recristallisation étant une procédure de purification des composés chimiques, la situation la plus typique est qu'un "composé A" désiré est contaminé par une petite quantité d'"impureté B". Il existe diverses méthodes de purification qui peuvent être tentées (voir processus de séparation), la recristallisation étant l'une d'entre elles. Il existe également différentes techniques de recristallisation (solvant, multi-solvants, filtration à chaud...).

En pétrographie, elle est un processus qui, lors de la diagenèse ou du métamorphisme des roches, conduit à la formation de nouveaux cristaux et de nouvelles espèces minéralogiques sans fusion des phases précédentes.

En géologie

En géologie, la recristallisation à l'état solide est un processus métamorphique qui survient sous la température et la pression où les atomes d'un minéral sont réorganisés par glissement de diffusion et / ou de dislocation. La composition minérale peut rester inchangée. Ce processus peut être illustré en observant comment la neige se recristallise en glace.

Contrairement au métasomatisme, qui est un changement de composition, la recristallisation peut être un processus purement physique.

Le calcaire est une roche sédimentaire qui subit une recristallisation métamorphique pour former du marbre, et les argiles peuvent recristalliser en muscovite.

En métallurgie

En métallurgie, la recristallisation est un processus par lequel les grains déformés sont remplacés par un nouvel ensemble de grains sans défauts qui se multiplient et se développent jusqu'à ce que les grains d'origine aient été entièrement consommés. La recristallisation s'accompagne généralement d'une réduction de la résistance et de la dureté d'un matériau et d'une augmentation simultanée de la ductilité. Ainsi, le procédé peut être introduit comme une étape délibérée dans le traitement des métaux ou peut être un sous-produit indésirable d'une autre étape de traitement. Les utilisations industrielles les plus importantes sont l'adoucissement des métaux préalablement durcis ou fragilisés par le travail à froid et le contrôle de la structure des grains dans le produit final.

La recristallisation d'un matériau métallique :

En illustration, la recristallisation d'un matériau métallique (a → b) et croissance de grains cristallins (b → c → d) avec nucléation.

La recristallisation est définie comme le processus dans lequel les grains d'une structure cristalline viennent dans une nouvelle structure ou une nouvelle forme de cristal.

Une définition précise de la recristallisation est difficile à énoncer car le processus est fortement lié à plusieurs autres processus, notamment la récupération et la croissance des grains. Dans certains cas, il est difficile de définir avec précision le point auquel un processus commence et un autre s'arrête. Doherty et al. (1997) ont défini la recristallisation comme : ... la formation d'une nouvelle structure de grains dans un matériau déformé par la formation et la migration de joints de grains à angle élevé entraînés par l'énergie de déformation stockée Les limites d'angles élevés sont celles avec une désorientation supérieure à 10–15 °.

Ainsi, le processus peut être différencié de la récupération (où les joints de grains à grand angle ne migrent pas) et de la croissance des grains (où la force motrice est uniquement due à la réduction de la zone limite). La recristallisation peut survenir pendant ou après la déformation (pendant le refroidissement ou un traitement thermique ultérieur, par exemple). Le premier est appelé dynamique tandis que le second est appelé statique. De plus, la recristallisation peut intervenir de manière discontinue, où de nouveaux grains distincts se forment et se développent, ou de manière continue, où la microstructure évolue progressivement vers une microstructure recristallisée. Les différents mécanismes par lesquels la recristallisation et la récupération interviennent sont complexes et, dans de nombreux cas, restent controversés. La description suivante est principalement applicable à la recristallisation discontinue statique, qui est la variété la plus classique et probablement la plus connue. Des mécanismes supplémentaires comprennent la recristallisation dynamique (géométrique) et la migration limite induite par la contrainte.

Lois de recristallisation

En métallurgie, la cristallisation est définie comme la recristallisation d'un métal, à partir d'une phase solide. Il est caractérisé par la nucléation et la croissance.

Les cas dans lesquels la recristallisation a lieu sont examinés :

• recristallisation dans une transformation allotropique : cette transformation permet le changement réticulaire dû au passage d'une limite de température; les propriétés physiques et chimiques varient considérablement, contrairement aux propriétés mécaniques;
• recristallisation effectuée pour récupérer les contraintes excessives de l'écrouissage : l'écrouissage introduit de l'énergie dans le réseau cristallin d'un métal et cette énergie, ajoutée à un certain niveau d'énergie thermique, stimule le réajustement des cristaux. Considérons le passage progressif à des niveaux de température progressivement plus élevés : au début, il y a un réaménagement simple (recuit de détente) qui, en diminuant les tensions internes, empêche la corrosion et la déformation des articles manufacturés; lorsque la température dépasse la température de recristallisation (qui diminue avec l'augmentation de la pureté du métal), un processus de nucléation et d'accrétion commence jusqu'à ce qu'une taille de grain cristallin moyenne soit atteinte, en fonction du durcissement initial, de la température atteinte, durée du processus.

En fait, ce procédé permet de récupérer la situation néfaste créée par un écrouissage excessif, ce qui conduit à une approche inadmissible du rendement et de la charge de rupture, rendant même les déformations plastiques difficiles, ainsi que la mise en service de la pièce fortement écrouie.

Un cas particulier de recristallisation consiste en la recristallisation dynamique, c'est-à-dire la recristallisation qui survient lors d'un processus de travail plastique, et non par un chauffage consécutif à un processus de travail à froid.

En rapport avec "recristallisation"

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