Observations in-situ par topographie aux rayons X des premiers stades de la déformation plastique du silicium

par Frédéric Vallino

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Amand George.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Silicium
• Rayons X
• Matériaux -- Fluage

Résumé

Des observations in situ par topographie aux rayons x ont été faites avec le faisceau synchrotron de l'esrf pour étudier la multiplication des dislocations dans les tous premiers stades de la déformation plastique de monocristaux de silicium initialement sans défauts. Les observations sont faites au cours d'essais de fluage sous des contraintes de traction de 22 à 44 mpa, a des températures de 970k a 1070k. Les premières dislocations sont créées à partir d'indentation vickers faites à la surface des éprouvettes. L’axe de traction choisi, parallèle à 114, correspond à une situation de glissement double et a l'avantage de favoriser le glissement dévié à partir des systèmes primaires. Les observations in-situ sont complétées, après interruption de l'essai de fluage, par une analyse des vecteurs de burgers par méthode de Lang conventionnelle. Les principaux résultats sont les suivants : la plupart des vecteurs de burgers et des systèmes de glissement sont actives au début de la déformation, à partir des indentations ou de rares défauts d'usinage résiduels. Aucune source de dislocations située dans le volume n'est observée à ce stade. Dans les groupes de dislocations identiques issues d'une même zone source, seules les dislocations de têtes sont rectilignes et parallèles aux directions <110> du plan de glissement. Les dislocations suivantes ont des formes irrégulières, de plus en plus accusées, ce qui indique que les configurations se développent dans plusieurs plans parallèles. Plusieurs cas de glissement dévié ont été observés. Les déviations se produisent assez fréquemment en volume, d'autant plus facilement que le rapport des facteurs de schmid plan dévié/plan initial est élevé. Plusieurs sources de nouvelles dislocations ont été observées. Les configurations sources semblent formées par double glissement dévié, avec l'aide de dislocations d'autres systèmes qui favorisent la déviation et stabilisent la source. La discussion montre que le glissement dévié en volume ne peut s'initier qu'a partir de constrictions existantes et passe en revue l'origine possible de ces constrictions, a partir des données bibliographiques sur les structures de coeur des dislocations, les défauts ponctuels intrinsèques et les diverses réactions possibles entre dislocations et systèmes de glissement sécants.

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