Thèse soutenue

Etude des phénomènes de démixtion : précipitation dans des alliages à base de cuivre
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Auteur / Autrice : Isabelle Guillon-Drouelle
Direction : Colette ServantOlivier Lyon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie. Science des matériaux
Date : Soutenance en 2003
Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

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Résumé

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La compréhension des phénomènes mis en jeu lors de la séparation de phases est l'un des enjeux majeurs en science des matériaux. En effet, les propriétés mécaniques des alliages sont principalement déterminées par leur nano-structure. Les modèles phénoménologiques (tels la décomposition spinodale, la germination / croissance) sont des approches simplifiées dans lesquelles le milieu est supposé continu et isotrope. De récentes études théoriques ont montré que l'anisotropie des déformations élastiques permet d'expliquer la morphologie des précipités formés lors des traitements thermiques de revenu, ainsi que leur cinétique de croissance. Durant ces dix dernières années, un nombre croissant d'expériences ont été menées sur des monocristaux afin de mettre en évidence l'effet de cette anisotropie mais peu d'entre elles se sont attachées à déterminer les déformations élastiques du réseau cristallin associées. Pour cette étude, nous avons choisi des systèmes (binaires ou ternaires) à base de Cu présentant respectivement une précipitation (97Cu-3Ti % at. ) ou une lacune de miscibilité (7Co-70Cu-23Ni et 70Cu-7Fe-23Ni % at. ). Le choix de monocristaux permet de s'affranchir des problèmes de moyennage. Ces alliages ont été étudiés par diffusion / diffraction anomale des rayons X aux petits et grands angles (D. A. X. P. A. Et D. A. X. G. A. ) par rayonnement synchrotron dans le but de déterminer les caractéristiques géométriques et chimiques des précipités (D. A. X. P. A. ) ainsi que les déplacements induits par leur formation et croissance (D. A. X. G. A. ). De plus, la microscopie électronique en transmission conventionnelle et à haute résolution (M. E. T. Et M. E. T. H. R. ) nous a permis d'observer ces précipités formés lors de la démixtion, d'estimer leur taille et leur inter-distance ainsi que de confirmer leur alignement préférentielle long des directions molles <100> de la matrice C. F. C. Enrichie en Cu mis en évidence par les expériences de D. A. X. P. A. Et de suivre leur cinétique de croissance et coalescence. Des mesures de températures de Curie des précipités ainsi que des essais de dilatométrie et micro-calorimétrie différentielle ont permis de compléter notre interprétation. Outre la compréhension des mécanismes de transformations de phases lors de la démixtion dans ces systèmes ternaires, nous avons obtenu par les différentes techniques utilisées des données expérimentales (conode, température de transformation de phase, température de fusion. . . ) dans le but d'optimiser les diagrammes de phases ternaires à l'équilibre par la modélisation thermodynamique en sous-réseaux (méthode Calphad).