« Taux de cristallinité » : différence entre les versions

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Le concept de taux de cristallinité (en anglais, degree of crystallinity), ϰ, se rencontre souvent dans le cas des matériaux organiques. Il mesure la proportion de matière se trouvant dans l'état cristallin.

Le taux de cristallinité massique (ϰ_m) d'un échantillon de polymère cristallisé est défini par le rapport de la masse des phases cristallines à la masse de l'échantillon étudié^[1]. On peut de la même manière considérer le taux de cristallinité volumique (ϰ_v). Les taux de cristallinité massique et volumique des polymères sont en général peu différents.

Pour les polymères semi-cristallins usuels, ϰ se situe entre 20 et 80 %^[2]. Il peut atteindre 95 % pour le polyéthylène haute densité (PEHD). Il dépend des systèmes cristallins et de l'histoire thermique.

C'est un paramètre important dont l'évolution traduit une modification de la microstructure, donc des propriétés de la matière (densité, module de Young, allongement à la rupture, retrait plastique, etc.). Il permet d'apprécier les contributions amorphes et cristallines.

Il existe une grande différence de densité entre phases amorphe et cristalline d'un polymère. La structure de la phase cristalline est plus compacte.
La cohésion (favorisée par les liaisons de van der Waals) est plus grande dans les zones cristallines, ce qui entraîne une moindre réactivité (meilleure résistance chimique), comparée à celle des zones amorphes.

La diffractométrie de rayons X (méthode absolue pour la mesure de ϰ, mais peu utilisée car très complexe), la micro-enthalpie différentielle (mesure des enthalpies de fusion), la densimétrie (mesure de densité au moyen d'un pycnomètre, ou avec des colonnes à gradient, cette dernière méthode est souvent utilisée pour la mesure de la densité des polyoléfines), la résonance magnétique nucléaire (RMN) large bande (mesure absolue de ϰ) et la spectroscopie infrarouge (IR) sont les principales techniques physiques pour mesurer le taux de cristallinité.

Les polymères et les métaux sont des matériaux en général polycristallins.

Cristallinité des roches[modifier | modifier le code]

Les géologues définissent quatre degrés de cristallinité :

roches holocristallines : roches entièrement cristallines;
roches hypocristallines : roches partiellement cristallines;
roches hypohyalines : partiellement vitreuses;
roches holohyalines

Références[modifier | modifier le code]

↑ Christophe Chassanieux, Hervé Lefebvre et Sagrario Pascual, L'indispensable en polymères, Rosny-sous-Bois, Bréal, coll. « L'indispensable », 2008, 126 p. (ISBN 978-2-7495-0709-5, lire en ligne), p. 102
↑ Jo Perez, Matériaux non cristallins et science du désordre, Lausanne, PPUR, coll. « sciences appliquées INSA Lyon », 2001 (ISBN 978-2-88074-485-4, lire en ligne), p. 201

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Polymère semi-cristallin
Matière plastique, où figure un tableau de valeurs de taux de cristallinité
Cristallite
Sphérolite
Cristal liquide
Analyse des polymères

[1] Christophe Chassanieux, Hervé Lefebvre et Sagrario Pascual, L'indispensable en polymères, Rosny-sous-Bois, Bréal, coll. « L'indispensable », 2008, 126 p. (ISBN 978-2-7495-0709-5, lire en ligne), p. 102

[2] Jo Perez, Matériaux non cristallins et science du désordre, Lausanne, PPUR, coll. « sciences appliquées INSA Lyon », 2001 (ISBN 978-2-88074-485-4, lire en ligne), p. 201

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+{{à sourcer|date=avril 2023}}
-Le '''taux de cristallinité''' (en anglais, ''degree of crystallinity'') '''ϰ<sub>c</sub>''' d'un échantillon de [[polymère]] [[cristal]]lisé est défini par le rapport de la masse des [[Phase (thermodynamique)|phases]] [[Structure cristalline|cristallines]] sur la masse de l'échantillon étudié. On peut aussi définir un taux de cristallinité volumique.
+Le concept de '''taux de cristallinité''' (en anglais, ''degree of crystallinity''), '''ϰ''', se rencontre souvent dans le cas des matériaux organiques. Il mesure la proportion de matière se trouvant dans l'état [[cristal]]lin.
+Le taux de cristallinité massique (''ϰ''<sub>m</sub>) d'un échantillon de [[polymère]] cristallisé est défini par le rapport de la masse des [[Phase (thermodynamique)|phases]] [[Structure cristalline|cristallines]] à la masse de l'échantillon étudié<ref>{{Ouvrage
-Pour ce qui concerne les polymères semi-cristallins usuels, ϰ<sub>c</sub> varie de 20 à 70 %. Il peut atteindre 95 % pour le [[polyéthylène haute densité]] (PEHD). Il dépend des [[Système cristallin|systèmes cristallins]] et de l'histoire thermique.
+ | langue=fr
+ | prénom1=Christophe
+ | nom1=Chassanieux
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+ | titre=L'indispensable en polymères
+ | lieu=Rosny-sous-Bois
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+ | lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=Z9WAl_zymSQC&pg=PA102&dq=taux+de+cristallinit%C3%A9+masse+cristalline
+}}</ref>. On peut de la même manière considérer le taux de cristallinité volumique (''ϰ''<sub>v</sub>). Les taux de cristallinité massique et volumique des polymères sont en général peu différents.
+Pour les polymères semi-cristallins usuels, ''ϰ'' se situe entre 20 et 80 %<ref>{{Ouvrage
-C'est un paramètre important dont l'évolution traduit une modification de la microstructure, donc des propriétés de la matière ([[densité]], [[module de Young]], [[allongement à la rupture]], etc.). Il permet d'apprécier les contributions [[matière amorphe|amorphes]] et cristallines.
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+ | éditeur=[[Presses Polytechniques et Universitaires Romandes|PPUR]]
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+ | isbn10=2880744857
+ | lire en ligne=https://books.google.fr/books?id=u_8FmY6lEsUC&pg=PA201&dq=param%C3%A8tre+taux+de+cristallinit%C3%A9
+}}</ref>. Il peut atteindre 95 % pour le [[polyéthylène haute densité]] (PEHD). Il dépend des [[Système cristallin|systèmes cristallins]] et de l'histoire thermique.
+C'est un paramètre important dont l'évolution traduit une modification de la microstructure, donc des propriétés de la matière ([[densité]], [[module de Young]], [[allongement à la rupture]], [[retrait plastique]]{{etc.}}). Il permet d'apprécier les contributions [[matière amorphe|amorphes]] et cristallines.
-* La cohésion est moindre dans les zones amorphes, ce qui entraîne une plus grande réactivité, comparée à celle des zones cristallines.
-* Il existe une grande différence de densité entre phases amorphe et cristalline d'un polymère.
+* Il existe une grande différence de densité entre phases amorphe et cristalline d'un polymère. La structure de la phase cristalline est plus compacte.
-La [[diffractométrie de rayons X]] (méthode absolue pour la mesure de ϰ<sub>c</sub>, mais peu utilisée), la micro-enthalpie différentielle (mesure des enthalpies de fusion), la densimétrie (mesure de [[densité]] au moyen d'un [[pycnomètre]] ; ou bien avec des colonnes à gradient, cette technique est très employée pour les [[polyoléfine]]s), la [[résonance magnétique nucléaire]] (RMN) large bande et la [[spectroscopie infrarouge]] (IR) sont les principales techniques physiques pour mesurer le taux de cristallinité.
+* La cohésion (favorisée par les [[Force de van der Waals|liaisons de van der Waals]]) est plus grande dans les zones cristallines, ce qui entraîne une moindre réactivité (meilleure résistance chimique), comparée à celle des zones amorphes.
+La [[diffractométrie de rayons X]] (méthode absolue pour la mesure de ϰ, mais peu utilisée car très complexe), la micro-enthalpie différentielle (mesure des [[enthalpie de fusion|enthalpies de fusion]]), la densimétrie (mesure de [[densité]] au moyen d'un [[pycnomètre]], ou avec des colonnes à gradient, cette dernière méthode est souvent utilisée pour la mesure de la densité des [[polyoléfine]]s), la [[résonance magnétique nucléaire]] (RMN) large bande (mesure absolue de ϰ) et la [[spectroscopie infrarouge]] (IR) sont les principales techniques physiques pour mesurer le taux de cristallinité.
 Les polymères et les [[métal|métaux]] sont des matériaux en général [[polycristal]]lins.
+== Cristallinité des roches ==
-Remarques :
+Les géologues définissent quatre degrés de cristallinité :
-* contrairement aux métaux, les [[Structure cristalline|réseaux des cristaux]] de polymères ont le plus souvent peu d'éléments de [[Famille cristalline|symétrie]] (phases cristallines moins parfaites) ;
+* roches holocristallines : roches entièrement cristallines;
-* des orientations préférentielles (constituant la [[Texture (cristallographie)|texture]] de la matière) peuvent apparaître lors de la [[mise en forme des matériaux]], ce qui induit des propriétés [[Anisotropie|anisotropes]]. Un échantillon de polymère (exemple : [[polyéthylène]]) composé de [[sphérolite]]s ne possède pas d'orientation préférentielle globale.
+* roches hypocristallines : roches partiellement cristallines;
+* roches hypo[[wikt:hyalin|hyalines]] : partiellement [[Verre|vitreuses]];
+* roches holohyalines
+== Références ==
+{{références}}
 == Articles connexes ==
-* [[Matière plastique#Technique|Matière plastique]], où figure un tableau de valeurs de ϰ<sub>c</sub>
-* [[Cristallite]] | [[Sphérolite]]
+* [[Polymère semi-cristallin]]
-{{portail|Chimie|Physique}}
+* [[Matière plastique#Technique|Matière plastique]], où figure un tableau de valeurs de taux de cristallinité
+* [[Cristallite]]
+* [[Sphérolite]]
+* [[Cristal liquide]]
+* [[Analyse des polymères]]
+{{Palette|Matériaux polymères}}
+{{Portail|chimie|physique|minéraux et roches}}
 [[Catégorie:Polycristal]]
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 [[Catégorie:Propriété chimique]]
 [[Catégorie:Grandeur sans dimension]]
-[[en:Crystallinity]]