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Accueil 4ème Atelier thermodynamique des verres 2019 du GDR TherMatHT- USTV Vendredi 11 octobre 2019 – Institut de chimie séparative de Marcoule (ICSM – site de Marcoule)
Contexte La mise au point d’un modèle intégré couplant la thermodynamique et la cinétique de transformation de phases dans le domaine de température de la transition vitreuse par une approche CALPHAD fait encore l’objet de nombreux questionnements scientifiques. Elle reste un des challenges à relever par les communautés universitaires et industrielles travaillant dans le domaine des sciences du verre. Cette modélisation pourrait permettre, en particulier, de décrire et à terme de prédire les domaines vitrifiables et les mécanismes à l’origine de la formation d’hétérogénéités (cristallisation, séparation de phases) et constituer une aide pour orienter les compositions des verres en fonction des propriétés physico-chimiques recherchées. Depuis 2016, des ateliers sont organisés pour traiter de la thermodynamique des verres et restituer les réflexions et les actions réalisées au sein du groupe thermodynamique des verres du GDR TherMatHT : https://www.thermatht.fr/groupe-thermodynamique-des-verres/. Ces ateliers s’appuient sur les compétences de la communauté d’experts en Thermodynamique (GDR TherMatHT) Verre (USTV) et Solidification des alliages métalliques (GDR SAM).
Objectif de l’atelier thermodynamique des verres 2019 Des questions autour de la thermodynamique des verres et de la cinétique de transformation de phases seront discutées lors de cet atelier. L’un des objectifs sera de restituer l’ensemble des discussions et réflexions partagées depuis 2016 et de présenter l’approche choisie pour décrire la thermodynamique et la cinétique de transformation de phases des verres (séparation de phases et cristallisation). L’objectif est également de poursuivre les réflexions et de partager des connaissances en thermodynamique et cinétique appliquées au cas des verres. Un rappel de l’approche « two state model » permettant de prendre en compte la phase verre dans l’approche CALPHAD sera réalisé avant de discuter des modèles atomistiques (DFT, dynamique moléculaire) pouvant être utiles pour calculer des propriétés thermodynamiques difficilement mesurables. Des modèles statistiques pour déterminer des données physiques (Tg, viscosité, densité) sur une large gamme de composition de verre seront également présentés. Des exposés seront ensuite dédiés à l’influence de la vitesse de trempe sur l’état initial du verre et en particulier sur la température fictive de verres d’oxydes. Deux approches de thermodynamique irréversible seront notamment utilisées pour décrire la transition vitreuse. Deux présentations seront consacrées aux aspects cinétiques. La potentialité de l’utilisation d’un modèle de cinétique de solidification 1D (modèle PREC) pour l’établissement d’une première version de modèle intégré simplifié sera présentée après avoir fait un état de l’art sur la diffusion chimique dans les solides et sa spécificité dans les verres. Le dernier exposé sera dédié à la caractérisation de la séparation de phases et de la cristallisation à petite échelle dans les verres. Cette présentation sera suivie d’une discussion sur la validation du modèle par l’expérience et l’acquisition de mesures pertinentes dans les systèmes vitreux silicates et borosilicate de sodium.
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