La pénétration aux joints de grains dans le système Al/Ga : une étude par imagerie synchrotron aux rayons X

Grain boundary penetration in the AI/Ga system : a synchrotron radiation X-ray imaging investigation

• Auteur / Autrice : Eva Pereiro Lopez
• Direction : Daniel Bellet, José Baruchel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

Pour différents systèmes métalliques et céramiques, la pénétration intergranulaire (10-3-100 mm/s) de la phase liquide le long des joints de grains du solide peut provoquer la décohésion du matériau. Comme la fracture de matériaux de structure peut impliquer la perte de vies humaines, il est de grand intérêt de comprendre les mécanismes qui mènent à la Pénétration aux Joints de Grains (PJG). La PJG du Ga liquide dans l'Al a été étudiée par Imagerie Synchrotron. Alors que pour les bicristaux la propagation du film de Ga est linéaire, le processus est discontinu pour les polycristaux. La cinétique de pénétration est fortement influencée par l'état de contraintes du matériau. La PJG pour Al/Ga semble être un processus d'invasion où le liquide séparerait les grains du solide lors de sa pénétration.

In a large number of metallic and ceramic systems, rapid penetration (10-3-100 mm/s) of microscopic intergranular liquid films along grain boundaries of the host material occurs and can provoke its mechanical decohesion. Because brittle fracture in any structural material involves human tragedy, a better understanding of the mechanisms behind it is of highest interest. Grain Boundary Penetration (GBP) of liquid Ga in Al grain boundaries has been investigated via Synchrotron Radiation X-ray Imaging. While for Al bicrystals the Ga layer propagation is linear and thickens in continuous manner, a discontinuous behaviour is found in polycrystals. In both cases, the kinetics is strongly influenced by stress. GBP in Al/Ga seems to be an "invasion-like" process where the intruding liquid separates the grains when penetrating.