Solides et matériaux carbonés 1 , Phases carbonées et analogues

Auteur(s) :

Delhaes, Pierre Découvrir l'auteur

Résumé

Panorama des solides et matériaux carbonés connus qu'ils soient naturels ou artificiels. Le premier volume présente les différentes formes de carbones découverts ou prévus, leurs précurseurs et les composés analogues.

Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2009
Notes
- Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 221 p. : ill. ; 24 cm
Collections
- Procédés et systèmes mécaniques
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-7462-2373-8
Indice
- 620.2 Sciences des matériaux
Quatrième de couverture
- Les solides carbonés cristallins, diamants et graphites, sont les exemples les plus connus de différentes variétés polymorphiques. Les avancées récentes au cours du XX^e siècle ont conduit à la caractérisation des carbones graphitiques partiellement cristallisés d'origine naturelle ou artificielle mais également à la découverte de nouvelles phases moléculaires, les fullerènes, nanotubes et graphènes.
  Publié en trois volumes, Solides et matériaux carbonés intègre ces différents apports et les associe aux divers domaines industriels. Basé sur une approche historique, le premier volume présente les différentes formes de carbones découverts ou prévus théoriquement, leurs précurseurs et les composés analogues. Le second volume s'intéresse à une comparaison de l'ensemble des propriétés physiques intrinsèques des différentes phases. Le troisième et dernier volume décrit les caractéristiques physico-chimiques de surface et les grands domaines d'applications en tant que matériaux fonctionnels ou de structure.
Tables des matières
- - Solides et matériaux carbonés 1
  - Phases carbonées et analogues
  - Pierre Delhaes
  - Lavoisier
  - Introduction 9
  - Chapitre 1. Un panorama historique 13
  - 1.1. L'alchimie du carbone14
  - 1.2. L'élément carbone et les variétés allotropiques15
  - 1.3. Les nouvelles variétés moléculaires18
  - 1.4. Les formes naturelles20
  - 1.4.1. Le carbone témoin de l'univers20
  - 1.4.2. Les carbones naturels terrestres22
  - 1.4.3. Comparaison entre les carbones naturels et artificiels25
  - 1.5. L'apport de la mécanique quantique26
  - 1.5.1. Les molécules diatomiques homonucléaires27
  - 1.5.2. Surfaces courbes : le phénomène de réhybridation29
  - 1.5.3. Présentation des phases solides cristallines30
  - 1.5.4. Les isotopes de l'atome de carbone31
  - 1.6. Conclusion32
  - 1.7. Bibliographie35
  - Chapitre 2. Le polymorphisme des phases cristallines 39
  - 2.1. Stabilité thermodynamique et diagramme de phase40
  - 2.1.1. Phases stables et métastables42
  - 2.1.2. Le diagramme de phase du carbone43
  - 2.1.2.1. Les lignes de transition solide graphite-diamant45
  - 2.1.2.2. Lignes de fusion et propriétés à l'état liquide47
  - 2.1.2.3. Vaporisation et caractéristiques de l'état gazeux47
  - 2.1.3. Cas des phases moléculaires48
  - 2.1.4. Présentation cristallographique des phases usuelles50
  - 2.2. Formes classiques du carbone54
  - 2.2.1. Energie de cohésion et équation d'état d'un solide54
  - 2.2.2. Structures à nombre de coordination fixe56
  - 2.2.2.1. Les carbynes (z = 2)56
  - 2.2.2.2. Les graphites (z = 3)57
  - 2.2.2.3. Les diamants (z = 4)60
  - 2.3. Formes moléculaires et exotiques61
  - 2.3.1. Structures tricoordonnées sur une surface courbe62
  - 2.3.1.1. Les fullerènes64
  - 2.3.1.2. Les nanotubes65
  - 2.3.1.3. Les schwartzènes67
  - 2.3.1.4. Les nanostructures dérivées69
  - 2.3.2. Structures exotiques à coordinance mixte71
  - 2.3.2.1. Carbones bi- et tricoordonnés71
  - 2.3.2.2. Carbones tri- et tétracoordonnés71
  - 2.4. Etat de l'art et conclusion73
  - 2.5. Bibliographie75
  - Chapitre 3. Les carbones non cristallins 81
  - 3.1. Rappels sur les défauts et imperfections de réseau82
  - 3.1.1. Le monocristal idéal82
  - 3.1.2. Les imperfections cristallines83
  - 3.1.3. Les solides non cristallins83
  - 3.1.3.1. Modèle du verre84
  - 3.1.3.2. Modèle microcristallin84
  - 3.1.4. Homogénéité d'un solide86
  - 3.2. Approche thermodynamique et classification des solides91
  - 3.2.1. Généralités91
  - 3.2.2. Classification des carbones94
  - 3.2.2.1. Procédés physiques95
  - 3.2.2.2. Procédés chimiques98
  - 3.3. Techniques de fabrication et caractérisations105
  - 3.3.1. Techniques de dépôt de films minces106
  - 3.3.2. Mécanismes de dépôts109
  - 3.3.3. Rôle des catalyseurs115
  - 3.3.4. Les caractérisations à différentes échelles117
  - 3.4. Conclusion118
  - 3.5. Bibliographie119
  - Chapitre 4. Les composés dérivés et analogues 125
  - 4.1. Dopage des carbones et solutions solides126
  - 4.1.1. Les diamants dopés127
  - 4.1.1.1. Classification des diamants naturels127
  - 4.1.1.2. Dopage des diamants synthétiques128
  - 4.1.1.3. Dopage des phases «DLC»129
  - 4.1.1.4. Dopage des phases «a-C:H»129
  - 4.1.2. Les phases graphitiques dopées131
  - 4.1.2.1. Dopages a posteriori132
  - 4.1.2.2. Techniques de dopage au bore132
  - 4.1.2.3. Techniques de dopage à l'azote133
  - 4.1.2.4. Dopages au bore et à l'azote et formation de carbo-boronitrures136
  - 4.1.3. Les fullerènes et les nanotubes dopés138
  - 4.1.3.1. Les fullerènes dopés et les hétéro-fullerènes138
  - 4.1.3.2. Les nanotubes dopés et les hétéro-nanotubes139
  - 4.2. Composés analogues 2D et 3D141
  - 4.2.1. Le nitrure de bore142
  - 4.2.2. Les carboborures143
  - 4.2.3. Les carbonitrures143
  - 4.2.4. Les carbo-boronitrures145
  - 4.3. Matériaux similaires146
  - 4.3.1. Agrégats et nanotubes inorganiques147
  - 4.3.2. Composés massifs148
  - 4.4. Conclusion149
  - 4.5. Bibliographie149
  - Chapitre 5. Des précurseurs aromatiques au plan de graphène 159
  - 5.1. Les systèmes poly-aromatiques condensés160
  - 5.1.1. Présentation des molécules aromatiques condensées160
  - 5.1.2. Evolution thermochimique des précurseurs organiques168
  - 5.1.2.1. Mécanismes de pyrolyse en phase gazeuse169
  - 5.1.2.2. Mécanismes en phases condensées171
  - 5.1.3. Associations des molécules aromatiques et organisations supra-moléculaires175
  - 5.1.3.1. Caractéristiques de la mésophase carbonée176
  - 5.1.3.2. Propriétés rhéologiques des mésophases carbonées177
  - 5.1.3.3. Milieux colloïdaux179
  - 5.1.4. Caractéristiques structurales et physico-chimiques des carbones basses températures181
  - 5.1.4.1. Identification structurale et comparaison avec des molécules aromatiques témoins181
  - 5.1.4.2. Croissance des poly-aromatiques et classification des carbones186
  - 5.2. Le plan de graphène187
  - 5.2.1. Caractéristiques et propriétés187
  - 5.2.2. Croissance en phase vapeur et stabilité thermodynamique190
  - 5.2.3. Procédé d'intercalation-exfoliation191
  - 5.3. Situation actuelle et conclusion196
  - 5.4. Bibliographie197
  - Principaux sigles et symboles 205
  - Table des encadrés 209
  - Index 211
  - Sommaire du volume 2 215
  - Sommaire du volume 3 219
Origine de la notice:
- Electre