Statistique des dislocations à basse température dans les métaux purs et alliages binaires

par Anshuman Choudhury

Projet de thèse en Physique

Sous la direction de Laurent Proville.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Service de Recherches de Métallurgie Physique (CEA/DEN/DMN/SRMP) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 04-01-2016 .


  • Résumé

    Dans le Fer pur de symétrie cubique centrée, nous avons montré récemment [1] qu'il était possible d'établir des prédictions atomistiques en cohérence avec les expériences et ceci sans aucun paramètre ajustable. Afin d'améliorer notre approche et de s'assurer de sa transférabilité, nous souhaitons étudier d'autres matériaux comme le Magnésium pur de symétrie hexagonale compacte, et les solutions solides de symétrie cubique à face centrée telles que Al(Mg) et Cu(Ag). En effet pour ces systèmes, les données expérimentales [2,3] sont déjà accessibles et nous souhaitons montrer que le calcul à l'échelle atomique permet de confirmer ces données. Des travaux expérimentaux récents [4], réalisé par Daniel Caillard au CEMES de Toulouse ont confirmé la crédibilité de nos calculs sur le Fer. Les échantillons utilisés étaient des lames minces de Fer ultra-pur. Daniel Caillard nous a confié qu'il allait reprendre [3] le même type d'observation in situ sur le glissement prismatique du Magnésium. En effet, il a été possible de découper des échantillons de façon a n'activer que le glissement prismatique qui implique cependant une limite élastique élevée, du fait des barrières de Peierls importantes des dislocations dans ce cas. Nous voyons là une opportunité de généraliser nos calculs en les appliquant au cas du Magnésium pour lequel plusieurs potentiels interatomiques ont été développés et semblent en bon accord avec les calculs de structure électronique (DFT). Par la suite, nous allons étendre notre étude aux solutions solides pour lesquels des données expérimentales aux basses températures existent [2,5] et pour lesquels nous disposons de modèles atomiques fiables. Nous envisageons le cas de Al(Mg) ou Cu(Ag) qui sont de symétrie cubique à face centrée. Malheureusement le cas de Fe(C) ne peut actuellement pas être traité du fait de l'absence de modèle atomique fiable mais cet état de fait peut changer au cour de la thèse. Nous menons actuellement une étude en collaboration avec Lisa Ventelon portant sur la comparaison des modèles atomiques de type potentiel empirique et les calculs de premiers principes (DFT). [1] L. Proville et al., Nature Mat. 11, 845 (2012). [2] L. Proville et al., Phys. Rev. B 82, 054115 (2010).

  • Titre traduit

    Statistics of dislocations at low temperatures in pure metals and binary alloys


  • Résumé

    To describe properly the low temperature glide of dislocation in body centered cubic metals, we have shown [1] that vibrational effects must be accounted for into our statistical model. We propose to extend this result to other types of materials in order to prove the generality of our statistical theory as well as to increase the complexity of metals of concern. A selection of materials will be made according to the present tensile test experimental data base and according to the feasibility of atomic scale simulations, i.e. the development of interatomic potentials (EAM). The materials that could be studied are for instance pure Mg [2] and the Al(Mg) and Cu(Ag) solid solutions [3]. The former is of particular interest since in situ TEM observations of prismatic glide are planned by D. Caillard at CEMES. Thence it would be possible to perform direct a comparison between Caillard's experiments and our atomic based theoretical predictions. [1] L. Proville et al., Nature Mat. 11, 845 (2012). [2] D. Caillard, Acta Metall. 33, 1455 (1985). [3] V.P. Podkuyko et P.P. Pustovalov, Cryogenics 18, 589 (1978).