Influence des dopants et de la déformation à chaud sur les paramètres cristallographiques des joints de grains et les dislocations intergranulaires dans l'alumine-alpha

par Sylvie Lartigue

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Louisette Priester.

Soutenue en 1988

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Déformation à chaud
• Alumine
• Joints de grains
• Dislocations dans les cristaux
• Cristallographie
• Superplasticité
• Microscopie électronique

Résumé

Ce travail, effectué en Microscopie Electronique en Transmission a pour objectif principal la compréhension du comportement des joints de grains dans un matériau ionique fritté, l'alumine. Il se développe selon trois axes principaux:-Le premier objectif, à caractère fondamental, est l’analyse de la structure et des défauts de structure des joints de grains dans un matériau de symétrie ; rhomboédrique complexe. La présence de réseaux de dislocations intergranulaires est interprétée sur la base d'un modèle de coïncidence tridimensionnelle propre à l'alumine. Plusieurs mailles de coïncidence, correspondant à des désorientations très voisines et nécessitant l'introduction de légères déformations du réseau peuvent servir de référence pour décrire un joint réel; l'étude montre qu'un joint de grains tend en général à préserver la structure la plus ordonnée, même si la déformation de la maille de coïncidence associée n'est pas minimale. Un modèle de coincidence unidimensionnelle est proposé pour interpréter la présence de réseaux de dislocations dans des joints éloignés d'une coïncidence à trois dimensions. La détermination des paramètres cristallographiques des joints de grains dans des alumines de compositions différentes, pure, dopée au magnésium, dopée au magnésium et à l’yttrium , et ayant subi des traitements thermomécaniques différents, montrent que les orientations des plans des joints et les proportions de joints "spéciaux "sont très différentes selon la présence ou non de magnésium. - L'analyse du comportement des joints de grains dans les processus intervenant lors de la déformation par compression d'alumines à grains fins met en évidence l'activité des dislocations intergranulaires dans le glissement au joint; ce processus est prédominant dans le mécanisme de fluage diffusion contrôlé par l'interface mis en jeu dans le comportement "superplastique" de ce matériau. Les résultats obtenus révèlent des différences essentielles entre joints "spéciaux" et "généraux" du point de vue de ce mécanisme ainsi que dans le rôle comme sources et puits pour les dislocations de matrice.

Titre traduit

Influence of doping elements and high temperature deformation on the grain boundary crystallographical parameters and intergranular dislocations in alpha-alumine

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