Etude de la microscrostructure et des défauts dans les quasicristaux réels

Study of microstructure and defects in quasicrystal

• Auteur / Autrice : Eric Reinier
• Direction : Joseph Gastaldi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Quasicristaux

Microstructure (physique)

Microscopie électronique en transmission

Résumé

La microstructure et les défauts des quasicristaux ont été étudiés par Topographie aux Rayons X (TRX), Microscopie Electronique en Transmission (MET) et Imagerie en Contraste de Phase. La TRX a montré que des défauts caractéristiques sous forme de boucles étaient visibles dans l'ensemble de nos grains (AlPdMn et AlCuFe à structure icosaédrique), après croissance, mais aussi après recuit. Au cours d'études en TRX in situ à haute température, nous avons observé un comportement particulier du contraste de ces boucles. En effet, celui-ci se déplace lors de la montée en température, mais le mouvement est réversible lors du refroidissement. D'autres recuits, cette fois de plusieurs heures à 750ʿC, ont eu pour effet de générer et/ou de faire croître les boucles déjà présentes. Par contre en MET, seulement des dislocations rectilignes ont été observées dans les mêmes échantillons et nous n'avons jamais pu observer de modification du contraste avec la température. Outre ces défauts, deux hétérogénéités distinctes ont été mises en évidences par contraste de phase : des cavités dodécaédriques et des lamelles cristallines (identifiées en MET). Toutes les deux sont en relation avec les contrastes visibles en TRX. De ce fait, nous nous sommes intéressés à la nature du champ de déformation associé à ces boucles et à leur origine. Celles-ci peuvent résulter soit de la croissance des grains, soit d'une relaxation des déformations induites par la germination et le développement des lamelles. Dans ce contexte, nous avons suggéré que les boucles

We have investigated micro structure and defects of quasicrystalline grains by using X-ray Topography (XRT conventional or Synchrotron), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Phase Contrast (PC) at room temperature and during annealing. XRT experiments have revealed loop shape defects in all samples (AlPdMn and AlCuFe icosahedral phase) either after growth or annealing. The annealing behaviour of this defects was followed in situ by XRT. In this case, the evolution of contrast was unusual, because it was modified with the temperature and this effect appeared completely reversible during cooling. On the other hand, a long time annealing process up to 750ʿC XRT have showed that the loop shape defects increase in size and density. Conversely, in the same sample by Electron Microscopy we did not observed loop shape defects but straight line dislocations and we did not observed any modification of dislocation contrast with temperature. Two inhomogeneities were observed by PC : dodecahedron cavities and crystalline lamellae (identified by TEM). Both of these inhomogeneities are in relation with the contrast of loop shape defects. Thereby, we have studied the character of the strain field associated with loop shape defects. This one can result either grain growth or relaxation of strains produce during germination and development of lamellae. In this context, we have suggested that loop shape defects have '' phasonic '' strain field.