Conductivité électrique des métaux liquides

Abstract

Les metaux, qui sont d'excellents conducteurs d'electricite et de chaleur, occupent une place speciale dans l'etude des etats de la matiere. D'ailleurs, s'il fallait definir un corps metallique au moyen d'une propriete unique, la meilleure serait incontestablement son coefficient thermique de resistivite. En effet, l'etat metallique est caracterise par une resistance electrique faible qui augmente avec la temperature et qui double sensiblement a la fusion. L'etude, tant experimentale que theorique, des proprietes de transport electronique des metaux et alliages a l'etat liquide a subi un regain d'interet, dans les annees soixante, grâce aux travaux de Ziman et de ses collaborateurs [1]. Ces auteurs ont developpe une theorie de la resistivite et du pouvoir thermoelectrique, resultant de la conjugaison de la theorie electronique des metaux et de la theorie des fluides classiques. Neanmoins, pour une etude elementaire de la resistivite, on peut utiliser la theorie classique des electrons libres, elaboree par Drude au debut du siecle. Dans celle-ci on neglige les actions reciproques des ions avec les electrons de conduction et l'on admet que ces derniers sont entierement libres de se mouvoir au sein de l'echantillon. Le principal succes de cette theorie a ete la justification de la relation de Wiedemann et Franz entre les conductivites electrique et thermique, qui avait ete etablie experimentalement quelque temps auparavant. Cependant, meme dans le cas des metaux qui se rapprochent le plus du modele des electrons libres, tels que le sodium, le cuivre et l'argent, il n'est pas correct de negliger l'influence de l'attraction electrostatique des ions sur la distribution des charges electroniques, c'est pourquoi, en depit de ses succes, la theorie de Drude a rencontre de serieuses difficultes. Les plus importantes concernaient la chaleur massique, beaucoup plus elevee qu'elle ne l'est en realite, et la loi de variation de la resistivite avec la temperature en T 1/2 , qui varie, en fait, proportionnellement a la temperature. Cet article presente une selection des resultats experimentaux de la resistivite des metaux fondus. Neanmoins, une place est reservee a l'expose succinct de la theorie de la conduction dans les metaux ainsi qu'a la description des principales techniques de mesure de la resistivite des metaux liquides.