Étude des propriétés structurales, des transformations de phase et des propriétés physiques des alliages quasicristallins Al-Cu-Fe-(Cr) et Al-Cu-Co-(Si)

par Song-Seng Kang

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Jean-Marie Dubois.

Soutenue en 1992

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Nous avons réalisé, pour la première fois, des mesures de propriétés physico-chimiques des alliages quasicristallins Al-Cu-(Fe, Fe+Cr, Co+Si). Ces quasicristaux sont durs et fragiles à température ambiante mais, à haute température, ils deviennent déformables. Par essais de compression, nous avons observé qu'une faible fraction de la phase quasicristalline ou son état microscristallin se transforme en une structure cristalline lorsqu'une compression de niveau suffisant lui est appliquée. Les alliages quasicristallins ont un faible coefficient de frottement, une forte résistivité électrique et une faible diffusivité thermique. Ils sont moins sensibles à l'oxydation que l'acier inoxydable de type 18-8. Ces propriétés sont susceptibles d'applications technologiques. Revenant sur nos données expérimentales, nous proposons une classification structurale des phases quasicristallines et des phases approximantes dans l'espace à une dimension (1D) puis à deux et trois dimensions (2D et 3D). Cette étude permet d'une part de construire des modèles quasicristallins ou cristallins dans l'espace 3D et d'autre part d'estimer la composition des phases quasicristallines à partir de modèles en nous basant sur une structure cristalline de composition proche et dont la décoration atomique est connue. Cette approche a été appliquée à une phase approximante Al-Cu-Fe-Cr-Si qui a une structure orthorhombique isotypique de la phase al#3mn. Nous avons justifié cette structure expérimentalement par diffraction des rayons X sur un monocristal de la phase orthorhombique. La structure de la phase orthorhombique est décrite comme un empilement périodique de réseaux pentagonaux. Elle peut se transformer en une autre structure approximante ou une structure quasicristalline 1D ou 2D soit par des mécanismes de glissement soit par un maclage irrationnel. L'évidence expérimentale de la transformation cristallographique à été fournie par microscopie électronique à haute résolution

  • Titre traduit

    Study of structural properties, phase transitions and physical properties of Al-Cu-Fe-(Cr) and Al-Cu-Co-(Si) quasicrystalline alloys


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  • Annexes : 126 réf.

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