Etablissement de diagrammes de phases et détermination des grandeurs thermodynamiques d’alliages issus de la combinaison des alcalins, métalloïdes et métaux pauvres

Abstract

L’objectif de ce travail est était la modélisation thermodynamique des systèmes binaires Bi-X (X= Rb, Na, K) Th-Y (Y=Zn, B) et Cs-Te moyennant deux méthodes complémentaires: la méthode DFT avec des calculs ab-initio et l’approche CALPHAD (Calculation of phase diagrams) qui a toujours été un outil très efficace pour la détermination des grandeurs thermodynamiques et l’établissement des diagrammes de phases. Pour modéliser un système quelconque on a besoin de quelques données expérimentales même limitées et un diagramme expérimental même incomplet. La détermination des enthalpies de formation des composés définis du système en utilisant des calculs ab-initio est d’une importante utilité lors de la modélisation. Ainsi en se familiarisant au logiciel VASP nous avons calculé les enthalpies de formation des composés des six systèmes visés par l’étude en utilisant deux approximations (LDA et GGA). Nous avons exploité les résultats obtenus pour modéliser quatre systèmes binaires Bi-X (X=Rb, K, Na) et Zn-Th et cela après avoir maitrisé l’approche CALPHAD. Nous avons ainsi calculé les enthalpies libres de Gibbs de toutes les phases de chaque système. Deux modèles ont été utilisés pour décrire l’enthalpie libre de Gibbs de la phase liquide. Il s’agit du modèle du liquide associé et celui de la décomposition polynomiale de Redlich- Kister. Nous avons obtenu, pour chaque système, un ensemble de cohérent de grandeurs thermodynamiques et établi le diagramme de phases. Nos résultats sont relativement en bon accord avec ceux de l’expérience et les diagrammes de phases que nous avons établies sont en bon accord avec ceux tabulés dans la littérature.