Mesure de déformation par CBED : développement et application d'une approche multi-clichés

par Guillaume Brunetti

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Albert Tidu et de Jean-Jacques Fundenberger.

Le président du jury était Vincent Ning Ji.

Le jury était composé de Emmanuel Bouzy, Laurent Legras, Adam Morawiec, Jean-Paul Morniroli, Jean-Luc Rouvière.


  • Résumé

    La connaissance des déformations et des contraintes est importante pour une meilleure compréhension des propriétés des matériaux. Plusieurs techniques expérimentales sont disponibles (XRD, Raman …), mais une seule est capable de déterminer les déformations à une échelle microscopique : la diffraction électronique en faisceau convergent (CBED : Convergent Beam Electron Diffraction). Cette technique est connue pour sa haute résolution spatiale (de l'ordre de quelques nanomètres) qui provient de son utilisation dans un Microscope Électronique en Transmission (MET). Les clichés de diffraction en faisceau convergent sont constitués de lignes de HOLZ dont la localisation dépend de la valeur des paramètres cristallins ou de la déformation du matériau. La comparaison de la position des lignes entre un cliché expérimental et un cliché simulé permet la détermination des paramètres cristallins. Dans ce travail, nous avons appliqué une nouvelle approche pour la détermination des paramètres cristallins. Elle utilise l'équation algébrique des "K-lines" et offre la possibilité de travailler simultanément avec plusieurs clichés de diffraction. Nous avons quantifié l'incertitude associée à l'approche KLEBS. Les causes de l'incertitude ont été présentées et nous avons proposé une approche statistique (multi-clichés) pour réduire sa valeur. Ensuite, l'approche multi-clichés a été appliquée à l'étude des superalliages monocristallins à base nickel, et une nouvelle méthode a été proposée pour la détermination du désaccord paramétrique. La dernière partie de ce travail traite de l'étude des hétérogénéités de déformation dans un matériau déformé plastiquement

  • Titre traduit

    Strain measurement by CBED : development and application of a multiple patterns approach


  • Résumé

    The knowledge of strains and stresses is important for a better understanding of the materials properties. Several experimental techniques are available (XRD, Raman ...), but only one allows the determination of the strain at a microscopic scale: the Convergent Beam Electron Diffraction (CBED). This technique is known for its high spatial resolution (of a few nanometers), which comes from its use in a Transmission Electronic Microscope (TEM). The diffraction patterns acquired with a convergent beam are constituted of HOLZ lines whose localization depends on the values of the lattice parameters or strain of the material. The comparison of the lines position between an experimental and a simulated pattern allows the determination of the lattice parameters. In this work, we have applied a new approach for the lattice parameters determination. It is based on the algebraic equation of "K-lines" and enables to work simultaneously on several diffraction patterns. We have quantified the uncertainty linked to the KLEBS approach. The causes of the uncertainty have been presented and we have proposed a statistical approach (multiple patterns) to reduce its value. Then, the multiple patterns approach has been applied to the study of the single crystal nickel based superalloys, and a new method for the misfit determination has been proposed. The last part of this work deals with the study of the strain heterogeneities in a material plastically strained


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