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Dissertations / Theses on the topic 'Désorientation des joints de grains'
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1
Vasseur, Jérôme. "Aspects théoriques de la ségrégation d'impuretés aux joints de grains à forte désorientation dans les métaux." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10049.
Full textAbstract:
Dans cette approche theorique du phenomene de segregation d'impuretes aux joints de grains a forte desorientation dans les metaux, les interactions elastique et electronique entre impurete et joint de grains ainsi que l'effet de l'ordre dans le joint de grains sur la segregation sont etudiees. Les energies elastique et electronique d'interaction entre impurete et joint de grains sont calculees en modelisant le joint de grains par un defaut plan insere entre deux milieux semi-infinis et l'impurete, par un defaut ponctuel. L'energie elastique depend de l'epaisseur du joint de grains et des constantes elastiques des milieux en presence. L'energie electronique est a tres courte portee. A grande distance du defaut plant, l'interaction electronique presente un profil oscillatoire et ne peut induire de segregation. Une correlation theorique entre l'enrichissement du joint de grains et la solubilite des impuretes, dans la limite des faibles solubilites est determinee. D'autre part, un modele discret de joint de grains a forte desorientation sous forme de reseau de forces de compression a permis de reveler que la segregation est tres sensible a l'ordre dans le joint de grains. Un modele periodique de joint de grains ne donne pas lieu a segregation. La tendance a la segregation est d'autant plus importante que le joint est plus desordonne. Ces resultats theoriques sont en bon accord avec les observations experimentales de segregation aux joints de grains a forte desorientation dans les metaux.
2
Volovitch, Polina. "Percolation et matériaux pollycristallins : Application au mouillage des interfaces." Paris, ENSAM, 2002. http://www.theses.fr/2002ENAM0019.
Full text
3
Rouag, Nadjet. "Influence de la texture cristallographique et de la spécialité des joints de grains sur l'anisotropie de migration des joints entourant un grain d'orientation (110)<001> au cours des premiers stades de la recristallisation secondaire dans les toles de Fe-3% SI en présence de précipités AIN et MnS." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112364.
Full textAbstract:
Cette étude, sur la formation de la texture de GOSS par croissance anormale, est une contribution dans la compréhension des mécanismes susceptibles d'Intervenir en recristallisation secondaire. La formation de la texture de GOSS dans les tôles de type HI-B (à haute perméabilité magnétique) ne semble pas obéir aux lots classiques de la recristallisation: les grains qui croissent de façon exagérée ne possèdent pas une taille supérieure à la moyenne dans la matrice, hypothèse généralement admise dans les modèles de croissance. L'avantage "taille" n'étant pas une condition nécessaire au déclenchement de la recristallisation secondaire, il apparaît alors que la croissance exagérée des grains d'orientation {110}<001>, aux dépens des autres orientations présentes, soit due à un comportement particulier des joints qui les entourent. Ce comportement est caractérisé par deux aspects: cristallographique (texture - caractéristiques des joints de grains) et chimique (rôle des inhibiteurs). La présence majoritaire de la composante de texture {111} <112> assure aux grains de GOSS, minoritaires, l'existence d'un pourcentage de joints de type C. S. L. Plus élevé que la moyenne dans la matrice: ceux-ci sont moins freinés que les joints généraux par les inhibiteurs, car ils correspondent à des minima d'énergie. La croissance préférentielle des grains de GOSS, au cours des premières étapes de la recristallisation secondaire, est donc liée à l'existence d'un voisinage favorable. La caractérisation du voisinage cristallographique autour d'une composante {hkl}
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Agrizzi, Ronqueti Larissa. "Study of grain boundary oxidation of high alloyed carbon steels at coiling temperature." Thesis, Compiègne, 2018. https://bibliotheque.utc.fr/Default/doc/SYRACUSE/2018COMP2405.
Full textAbstract:
Les aciers à haute résistance (AHSS) ont été largement utilisés dans le cadre d’applications automobiles visant à améliorer la sécurité et l’allègement des structures. Afin d'atteindre les objectifs en termes de propriétés mécaniques, ces nouveaux aciers sont composés de teneurs en éléments d’alliages beaucoup plus élevés (par exemple silicium et manganèse) que les aciers usuels. En conséquence, l'AHSS est susceptible de subir une oxydation interne sélective lors du refroidissement des bobines d’acier. L'oxydation sélective interne, en particulier l'oxydation aux joints de grains (GBO), est actuellement l'un des principaux obstacles à la production de ces aciers. Elle réduit le nombre de cycles avant la rupture de fatigue et rend ainsi difficile l’obtention des spécifications du client. Par conséquent, ce travail de thèse était axé sur l'effet de plusieurs paramètres sur le comportement à l’oxydation interne sélective. Parmi eux, l'impact de la décarburation, l'influence de la température de bobinage et de la couche de calamine, l'effet de différentes teneurs en silicium et / ou en manganèse et leur comportement en diffusion. De plus, l'impact de la désorientation des joints de grains sur l'oxydation interne a également été étudié. Des alliages modèles à base de fer binaires / ternaires ainsi que des aciers industriels ont été étudiés via un large ensemble de techniques expérimentales. Ces analyses ont mis en évidence une décarburation stable pour tous les échantillons étudiés qui n'a pas d'impact sur l'oxydation interne sélective pour une longue exposition aux conditions isothermes. Les profondeurs d’oxydation aux joints de grain ont été examinées selon les différentes configurations de tests et se sont révélées sensibles aux teneurs en silicium ou en manganèse. Pour certaines d'entre elles, différents comportements de diffusion du silicium ont été identifiés vis-à-vis de l'oxydation des joints de grains, en fonction des températures. Considérant quelques hypothèses restrictives, l'application de la théorie de l'oxydation interne sélective de Wagner a permis de déterminer le coefficient de diffusion de l'oxygène aux joints de grain. Pour surmonter certaines limites du modèle de Wagner, un modèle d'oxydation sélective a été appliqué pour comprendre l'effet de différents paramètres sur la pénétration de l'oxygène à l'intérieur du métal et principalement sur la profondeur des joints de grain affectée par l'oxydation sélective. Les connaissances acquises à partir de ce travail de thèse aideront à comprendre et à limiter l'oxydation sélective interne (principalement l’oxydation aux joints de grain) dans les aciers avec des compositions complexes en éléments d’alliage. En outre, les résultats peuvent être utilisés pour évaluer les paramètres d’un modèle d'oxydation sélectiveAdvanced high-strength steels (AHSS) have been widely used in automotive industry to improve safety and fuel economy. In order to reach the mechanical properties targets, these new steels are composed by much higher alloy contents (e.g. silicon and manganese) than usual steels. As consequence, the AHSS may suffer of selective internal oxidation during the cooling of hot coil. The selective internal oxidation, especially the grain boundary oxidation (GBO), is currently one of the main obstacles to the production of these steels. It reduces the number of cycles before fatigue failure and thus, makes it difficult to reach the specifications of the customer. Therefore, this PhD work was focused on the effect of several parameters on selective internal oxidation behavior. Among them, the impact of decarburization, the influence of coiling temperature and the mill scale, the effect of different silicon and/or manganese contents and their diffusion behavior. Moreover, the impact of grain boundary misorientation on grain boundary oxidation was also investigated. Either binary/ternary iron-based model alloys as well as industrial steels were investigated by a large set of experimental techniques. This analysis showed a stable decarburization for all investigated samples that does not impact the selective internal oxidation for long exposure time in isothermal conditions. The GBO depths were examined according to the different test configurations and were found dependent for some cases on silicon or manganese content. For some of them, different silicon diffusion behaviors were identified with regards to grain boundary oxidation depending on temperatures. Considering some restrictive hypotheses, the application of Wagner’s theory of selective internal oxidation allowed determining the grain boundary diffusion coefficient of oxygen. To overcome some limitations of Wagner’s model, a model of selective oxidation has been applied to understand the effect of different parameters on the penetration of oxygen inside the metal and principally on the grain boundary depth affected by selective oxidation. The knowledge acquired from this PhD work will help to understand and limit the selective internal oxidation (mainly GBO) in new steels with complex alloy compositions. Furthermore, the results may be used to assess a model of selective oxidation
5
M'rabat, Benyounes El. "Influence du phosphore sur la texture des joints de grains du fer et sur l'interaction dislocations de matrice-joints de grains." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375998860.
Full text
6
Elm'Rabat, Benyounès. "Influence du phosphore sur la texture des joints de grains du fer et sur l'interaction dislocations de matrice-joints de grains." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112244.
Full textAbstract:
Analyse par microscopie électronique en transmission des effets du phosphore sur les joints de grains du fer pour tenter d'interpréter la fragilisation du fer par le phosphore en termes de formation et de relaxation des dislocations intrinsèques. Le phosphore entraine une augmentation du pourcentage des joints. Il semble favoriser la déformation à froid des joints dans lesquels un grand nombre de dislocations s'incorporent aisément. La température de "dispersion" ou "dislocation" des dislocations varie selon le type du joint et selon les caractéristiques de la dislocation. Analyse de l'interaction "dislocations-joints de grains" par étude de la déformation in situ des joints
7
Bacia, Maria. "Comportement du carbone aux joints de grains du molybdène." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG4210.
Full textAbstract:
La mise en evidence et l'interpretation du role benefique du carbone et du role nefaste de l'oxygene sur la cohesion intergranulaire du molybdene en l'absence de precipitation visible au meb constituaient le but de cette etude. Une methode efficace de purification du molybdene a ete mise au point. Les mesures de la concentration intergranulaire de carbone en fonction de la temperature de carburation et de la teneur volumique ont ete effectuees a l'aide d'un spectrometre auger. Un modele d'enrichissement des joints de grains au cours du refroidissement a ete propose. Les structures des joints purs et contenant des atomes de solute ont ete determinees par des simulations statiques a l'aide de potentiels a n corps calcules en se fondant sur la methode de l'atome immerge (eam). La comparaison des segregations intergranulaires d'oxygene et de carbone (sites de segregation, sequence d'occupation des sites, enthalpies de melange) a ete effectuee pour le cas du joint symetrique de flexion 37 autour de l'axe 100. Les structures atomiques du joint 37 a l'etat pur et a l'etat carbure ont ete observees au microscope electronique a haute resolution. Apres la carburation ne conduisant pas a la formation de precipites mo#2c visibles au meb, la presence d'une phase bidimensionnelle moc#x (x 0,4) formant un film continu au joint a ete mise en evidence. Elle peut etre rendue responsable du renforcement du joint. Sa faible largeur ( 10 a) et son accommodation parfaite aux reseaux cristallographiques des deux grains rendent son observation impossible par des methodes classiques (meb, met), ce qui explique que son existence etait jusqu'a maintenant ignoree. Il n'est pas exclu qu'il s'agisse de la premiere observation d'un etat intermediaire entre la segregation et un compose tridimensionnel discontinu
8
Maurice, Jean-Luc. "Contribution à l'étude des joints de grains dans le silicium." Paris 7, 1992. http://www.theses.fr/1992PA077127.
Full textAbstract:
Les proprietes electriques des joints de grains, dans le silicium polycristallin, sont tres sensibles a la nature des microprecipites d'impuretes qu'ils contiennent. Ces precipites forment deux classes bien distinctes: i) les precipites metalliques, formes de siliciures de metaux de transition (fe, ni, cu), qui ont une influence determinante sur les proprietes electriques de joints, et ii) les precipites isolants, a base d'oxyde ou d'oxynitrure de silicium, qui ont une influence beaucoup plus faible
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Jin, Yuan. "Formation des macles thermiques pour l'ingénierie de joints de grains." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0030/document.
Full textAbstract:
Le maclage thermique est un défaut cristallographique largement discuté dans les métaux de type CFC à faible énergie de faute d'empilement. Malgré une importante littérature scientifique dédiée à ce sujet, les mécanismes expliquant précisément la formation de ces macles thermiques ne sont pas totalement élucidés à ce jour. Dans ce travail, nous avons cherché à améliorer notre compréhension de ce phénomène fondamental en métallurgie physique. Différents matériaux de type CFC (acier inoxydable 304L, nickel pur et Inconel 718) ont été considérés. Nous avons confirmé, grâce à des expériences de traitement thermique in situ couplées à des cartographies d'orientation, que la majorité des macles thermiques sont générées durant la recristallisation. De la même manière, par une expérience réalisée sur l'Inconel 718, nous avons mis en évidence que la croissance de grains pure n'était pas source de joints de macle. Par conséquent, il semble évident que les phénomènes de recristallisation et de croissance de grains ont des régimes totalement distincts associés à des mécanismes spécifiques du point de vue de la formation des macles thermiques, et doivent donc absolument être étudiés séparément. Nous avons ainsi proposé un nouveau modèle, dans lequel l'effet du signe de la courbure moyenne du front de recristallisation est pris en compte. Les influences de différents facteurs thermomécaniques, y compris le niveau de déformation, la taille de grains initiale, la température de recuit et la vitesse de montée en température, ont été étudiées à travers deux séries d'expériences. Suite à l'effet du signe de la courbure moyenne du joint de grain, nous avons proposé une méthode pour quantifier la tortuosité du front de recristallisation. Dans cette étude, nous montrons que cette quantité est corrélée à la densité de macles post-recristallisation. En sus des analyses expérimentales, des outils numériques de type champ moyen et champ complet ont également été développés dans cette étude afin de modéliser l'évolution des macles thermiques tout en tenant en compte des mécanismes physiques mis en évidence expérimentalement. Les bases d'un nouveau modèle de type champ moyen ont été proposées afin de modéliser l'évolution de la densité de macles moyenne durant le phénomène de croissance de grains. Ce modèle, dans lequel seulement un paramètre doit être identifié par des donnés expérimentales, semble mieux décrire les résultats expérimentaux obtenus pour l'inconel 718 comparé au modèle de Pande, référence en la matière. Deux méthodes implicites i.e. la méthode level-set et la méthode champ de phase ont été comparées au niveau de leurs formulations et de leurs performances numériques pour des simulations de croissance de grains anisotrope. C'est la première fois que ces deux méthodes sont comparées dans le contexte de l'utilisation de maillages éléments finis non stucturés et hétérogènes en terme de taille de maille. Une nouvelle méthodologie a été ainsi proposée dans le cadre de l'approche level-set pour simuler l'évolution de macles thermiques durant le phénomène de croissance de grains. Dans cette nouvelle méthodologie, les joints de macles peuvent être insérés dans des microstructures synthétiques. De plus, les joints de macles peuvent être distingués selon leur nature cohérente ou incohérente. Nous avons montré à travers les différentes simulations réalisées que les propriétés spéciales des joints de macles peuvent être prises en compte avec ce nouveau formalismeAnnealing twin is a crystallographic defect that is largely reported in F.C.C. metals especially those with low stacking fault energy. Despite the amount of work dedicated to the subject, the understanding of annealing twin formation mechansims is not complete in the literature. In the present work, by applying both experimental and numerical tools, we tried to have a more profound understanding of this phenomenon, which is essential to Physical Metallurgy. For this purpose, different F.C.C. Materials including 304L stainless steel, commercially pure nickel and nickel based superalloy Inconel 718 are investigated. We confirmed that annealing twins are mainly formed in the recrystallization regime, especially driven by the migration of recrystallization front into deformed regions by using in situ EBSD technique. In addition, we found in the in situ observations that there are almost no twins generated in the grain growth regime. This observation is confirmed by another grain growth experiment performed on Inconel 718. Therefore, curvature driven grain boundary migration by itself is not sufficient to generate annealing twins. A new atomistic model to explain annealing twin formation mechanism, in which the effect of migrating boundary curvature is considered, is proposed. The effects of different thermo-mechanical factors, including prior deformation level, initial grain size, annealing temperature and the heating velocity, on annealing twin formation are determined via two experiments performed on commercially pure nickel. Based on the idea of grain boundary curvature, we proposed a method to quantify recrsytallization front tortuosity. In the present study, we show evidence that this quantity is positively correlated with the twin density at the end of the recrystallization regime. In addition to experimental studies, numerical tools including both mean field and full field approaches are applied to model annealing twin evolution during grain growth by taking into account the revealed mechanisms. A basis of a new mean field model is proposed to model annealing twin density evolution during grain growth. This model, which has only one parameter to be identified, provides a better consistency with the experimental data of Inconel 718 compared to the Pande's model. Besides, full field approaches are also applied to simulate the overall microstructure evolution during grain growth. Two implicit methods i.e. the level set and the multi-phase-field methods are compared in terms of their formulations and their numerical performance in anisotropic grain growth simulations. It is the first time that these two methods are compared in the finite element context with non-structural mesh. In the present numerical context, the level set method is more suitable to describe strong anisotropy in grain boundary energy. A new methodology is thus developed in the level set framework to simulate annealing twin evolution during grain growth. This methodology, in which we can insert annealing twin boundaries into synthetic microstructures and distinguish coherent and incoherent twin boundaries, is proven to be able to counting for the strong anisotropy introduced by coherent annealing twin boundaries
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Fayette, Sylvain. "Conduction thermique dans les matériaux hétérogènes, influence des joints de grains." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMOA001.
Full text
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Goyal, Anchal. "Comportement mécanique d'un alliage d'aluminium à grains ultrafins. Analyse et modélisation du rôle exacerbé des joints de grains." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX091/document.
Full textAbstract:
Les alliages à grains ultrafins semblent prometteurs, au vu de leur forte résistance en traction et de la possibilité d'une mise en forme superplastique à basse température. Toutefois, leurs mécanismes de déformation, qui comportent une part plus ou moins forte de glissement aux joints de grains restent mal connus, et leurs performances en fatigue ont été peu étudiées. Ce travail vise à comparer et analyser le comportement viscoplastique et les mécanismes de déformation et d'endommagement en traction et en fatigue d’un alliage d’aluminium-magnésium "classique" et à grains ultrafins (600nm en moyenne) obtenu par déformation plastique sévère, selon le procédé ECAP.Des essais de relaxation, fluage et traction à diverses vitesses et températures ont permis de mesurer les évolutions des sensibilités à la vitesse en fonction de ces deux paramètres et de montrer: 1) que le raffinement microstructural accroît sensiblement la sensibilité à la vitesse 2) que ce paramètre augmente avec la vitesse de déformation 3) qu'il contrôle la ductilité du matériau à grains ultrafins, qui s'accroît donc à faible vitesse 4) que cette ductilité devient supérieure à celle du matériau classique lorsque la température s'élève. Les domaines de vitesse et température dans lesquels le raffinement microstructural accroît ou diminue la résistance en traction ont été délimités.Les mécanismes de déformation et d'endommagement des deux matériaux ont été étudiés au moyen d'essais de traction sous MEB accompagnés de mesures des champs de déformation par corrélation d'images à plusieurs échelles: méso et microscopique, grâce à des microgrilles d'or et sub-micrométrique, grâce à un mouchetis très fin obtenu par démouillage d'un film d'or. Le glissement aux joints est d'autant plus actif, dans les deux matériaux, que la température augmente et que la vitesse de déformation diminue. Dans l'alliage à grains ultrafins, il a un caractère coopératif et survient préférentiellement aux joints de forte désorientation. Les champs de déformation sont plus hétérogènes dans le matériau à grains ultrafins, où le taux de déformation dépasse 100% dans des bandes localisées.Un modèle éléments finis 2D intégrant, outre la viscoplasticité au sein des grains, un glissement visqueux des joints, a été identifié dans toute la gamme de température explorée et rend assez bien compte du comportement viscoplastique des deux matériaux et de la contribution beaucoup plus forte du glissement aux joints dans l'alliage à grains ultrafins. Il permet également de préciser comment évolue cette contribution au cours de l'écrouissage.Des essais de traction-compression à déformation plastique imposée ont permis d'étudier la plasticité cyclique et les mécanismes d'endommagement en fatigue oligocyclique et des essais à contrainte imposée, d'explorer la fatigue à grand nombre de cycles. Les essais ont été suivis d'observations des surfaces de rupture et d'une analyse statistique de l'endommagement en surface, ainsi que d'observations au MET des arrangements de dislocations. Les deux matériaux manifestent un durcissement cyclique, plus modeste dans l'alliage à grains ultrafins, qui présente, à forte amplitude, une croissance de ses grains. L'écrouissage isotrope prédomine dans l'alliage classique, où la densité de dislocations augmente fortement avec la plasticité cyclique, alors que l'écrouissage cinématique prédomine dans l'alliage à grains ultrafins, en raison de sa moindre aptitude à stocker des dislocations et de la plus grande hétérogénéité de sa déformation plastique. A même amplitude plastique, ce dernier a une durée de vie plus faible, en raison d'un amorçage bien plus rapide des fissures, à partir de particules intermétalliques. A contrainte imposée, le matériau a grain ultrafins a une durée de vie légèrement supérieure, grâce à une propagation plus lente des microfissures, dont le trajet est transgranulaire dans les plus gros grains et intergranulaire dans les plus petitsUltrafine grained (UFG) alloys seem promising, based on their high tensile properties and the possibility of superplastic forming at relatively low temperature. However, their deformation mechanisms are not fully understood, and their performance in fatigue has not been thoroughly investigated. This work compares the viscoplastic behavior, and the deformation and damage mechanisms in tension and fatigue of a UFG Al-Mg alloy (600 nm mean grain size) obtained by severe plastic deformation (ECAP process) with that of its coarse-grained (CG) counterpart.The strain rate sensitivity (SRS) of both materials has been measured during creep, relaxation and tensile tests run at various strain rates and temperature. Microstructural refinement is shown to increase the SRS, which rises as the strain rate decreases, and controls the ductility. The UFG material becomes softer and more ductile than the CG material at high temperature. The temperature and strain rate domain for which the UFG alloy is stronger or softer has been determined.Tensile tests run in a SEM, with DIC measurements of strain fields at meso/ micro scales (using gold microgrids printed by electron beam lithography) and at sub-micron scale (using a superfine speckle obtained by film remodelling) have shown that grain boundary sliding is more and more active in both materials as the temperature rises and as the strain rate decreases. Grain boundary sliding is cooperative and occurs mostly at high-angle grain boundaries in the UFG alloy, where the strain field is more heterogeneous, and where very high strain levels (> 100%) are often observed in localized bands.A 2D finite element model taking into account the viscoplastic behaviour inside the grains, and viscous sliding at the grain boundaries has been identified other the whole temperature range investigated. It captures well the observed behaviours and the much larger contribution of grain boundary sliding in the UFG alloy. It also provides the evolution of this contribution during strain hardening.Plastic strain-controlled push-pull tests and stress-controlled push-pull tests were run to investigate the cyclic behaviour and damage mechanisms of the two materials in low and high-cycle fatigue. The tests were followed by fractographic observations, statistical analysis of surface damage, as well as TEM observations of dislocations arrangements. Both materials exhibit cyclic hardening, although it is more modest in the UFG alloy, in which grain growth occurs at high amplitude. While isotropic hardening predominates in the CG alloy where the density of dislocation strongly increases during cyclic tests, kinematic hardening predominates in the UFG alloy, because of its limited capacity to store dislocations and its more heterogeneous plastic deformation. For a given plastic strain range, the UFG alloy has a shorter fatigue life than its CG counterpart, because of a much easier crack initiation, mostly from intermetallic particles. For a given stress range, it has a slightly higher life, due to a slower development of microcracks, which have a transgranular path in the largest grains, with some intergranular growth within the smallest grains
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Hila, Chikhaoui Jalila. "Etude par microscopie électronique de la structure de joints de grains dans le germanium (somme=5, somme=25) : influence de la ségrégation d'équilibre du soufre." Aix-Marseille 3, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX30037.
Full textAbstract:
Deux joints de flexion de type sigma 5 (310) et sigma 25 (710) d'axe commun /001/ dans le germanium ont ete etudies avant et apres segregation du soufre. La caracterisation physico-chimique du systeme ge-s a ete realisee a l'aide des techniques telles que la spectroscopie d'electrons auger, la spectroscopie de pertes d'energie et les radiotraceurs. L'introduction du soufre dans le cas du joint sigma 5 induit une attaque preferentielle de celui-ci pendant la preparation d'echantillon pour la microscopie. Par consequent, aucune observation en haute resolution n'a pu etre effectuee apres segregation du soufre. Le joint sigma 25, s'attaque preferentiellement avant sulfuration, cet effet disparait partiellement apres introduction du soufre a partir de cu#2s et totalement quand le soufre est introduit avec ges. La structure de cette interface avant traitement et apres recuits sous atmosphere d'argon et d'hydrogene peut etre decrite comme la superposition de plusieurs structures de differentes energies. Le changement de structure en presence de soufre se manifeste par la disparition de l'attaque preferentielle et la stabilisation d'une des structures de plus basse energie. L'angle de desorientation et le plan du joint restent inchanges
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Bernard-Granger, Guillaume. "Dévitrification de la phase intergranulaire du nitrure de silicium : Influence sur les propriétés mécaniques à haute température." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10128.
Full textAbstract:
Le nitrure de silicium densifie par frittage en phase liquide contient une phase vitreuse continue distribuee aux joints de grains, dont la presence est nefaste du point de vue de la resistance au fluage a haute temperature. Afin d'eliminer cette phase, nous avons etudie ses possibilites de devitrification par l'intermediaire de traitements thermiques. Nous avons alors montre que: au maximum 98% de la phase intergranulaire cristallise, que differentes phases coexistent et qu'il existe des transformations de l'une vers l'autre, que la presence d'impuretes doit etre minimisee et que l'atmosphere environnante n'a pas d'influence sur les mecanismes internes de devitrification. Enfin, la cristallisation peut etre modelisee par une loi de type avrami. Dans un deuxieme temps, nous avons etudie l'influence d'une devitrification quasitotale sur la resistance en fluage. Une amelioration significative a ete constatee. D'une maniere generale, quelle que soit la nature de la phase aux joints, le mecanisme de deformation est le glissement aux joints accomode par la dissolution-diffusion-reprecipitation ou la cavitation, suivant la contrainte et la temperature experimentales. Dans le cas d'un materiau de type sialon, ou le peu de phase aux joints est cristalline apres frittage, aucune degradation des proprietes de fluage n'a ete detectee jusqu'a 1360c et pour une contrainte de 300 mpa.
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Tézenas, Du Montcel Henri. "Ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de nickel." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00688115.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de l'ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de Nickel pour disques de turbines aéronautiques. L'ingénierie des joints de grains a montré son efficacité dans l'amélioration des propriétés en fatigue et en fluage dans certains alliages de cuivre et de nickel. Cette amélioration est obtenue en réalisant une succession de déformations à température ambiante séparées par des traitement thermiques. Ce traitement a pour objectif de modifier la distribution du réseau de joints de grains. L'objectif de l'étude est d'adapter ces traitements au procédé du forgeage à haute température des superalliages. Une étude expérimentale est menée pour mettre en évidence l'influence des paramètres de forgeage sur les caractéristiques du réseau de joints de grains. La caractérisation de ce réseau est faite grâce à la réalisation de cartographies d'orientations cristallographiques par EBSD. Une méthode de caractérisation innovante basée sur la discrétisation des cartographies en réseaux de points triples est proposée. Cette méthode permet d'analyser la connectivité du réseau de joints de grains en vue d'une corrélation avec les propriétés mécaniques.
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CREUZE, Jérôme. "Des surfaces aux joints de grains : la ségrégation dans tous ses états." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001572.
Full textAbstract:
Grand nombre des propriétés des alliages dépend de la structure et de la composition chimique des défauts. Dans ce contexte, nous avons étudié la ségrégation interfaciale d'un système présentant une forte démixtion en volume et une tendance à ségréger en surface (i.e. Cu/Ag), par simulations Monte Carlo avec déplacements et un modèle d'Ising effectif sur réseau rigide. Les interfaces considérées sont le joint de grains de flexion Sigma=5 (310) <001> ainsi que les surfaces (001) et (310). Les résultats obtenus en Monte Carlo pour le joint de grains montrent l'existence d un composé ordonné bi-dimensionnel dans le plan du joint... dans un système à tendance à la démixtion ! Pour la surface (001), nous montrons l'apparition d une surstructure cristallographique illustrant le couplage complexe entre ségrégation et modification structurale. L analyse par le modèle sur réseau rigide nous a permis de déterminer les forces motrices de ségrégation intergranulaire et superficielle. Le couplage des deux méthodes a mis en évidence le rôle important de l'entropie vibrationnelle dans la ségrégation intergranulaire, alors qu'elle peut être négligée pour la ségrégation superficielle. L'évaluation de l'entropie vibrationnelle de ségrégation doit tenir compte des couplages entre vibrateurs premiers voisins (le modèle d Einstein ne pouvant donc être utilisé) et de la dilatation thermique différentielle à proximité du joint de grains. Nous avons alors utilisé l'approche analytique pour déterminer les isothermes de ségrégation intergranulaire. Nous avons ainsi mis en évidence une transition de phase du premier ordre à caractère multicouche. Un comportement identique est obtenu pour la surface (310), les interactions inter-plan étant à l'origine de ces transitions. Cet aspect multicouche de la ségrégation intergranulaire a été confirmé par des simulations Monte Carlo montrant de plus l'apparition d un phénomène de mouillage, le joint de grains initial se scindant en deux interfaces séparées par une phase métastable.
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Berger, Marie-Hélène. "Propriétés électriques et cristallochimie des joints de grains dans les oxydes céramiques." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37611847p.
Full text
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Gbemou, Kodjovi. "Modélisation de l’interaction des coeurs de dislocations et des joints de grains." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0045/document.
Full textAbstract:
Durant cette thèse, on s’intéresse à l’application et au développement d’une théorie de mécanique des champs de dislocations et de désinclinaisons pour modéliser de façon continue les structures de cœur des dislocations et des joints de grains ainsi que leurs interactions. Le vecteur de Burgers/Frank des dislocations/désinclinaisons est régularisé par l’introduction d’un tenseur densité de dislocations/désinclinaisons. A ces densités de défauts sont associées des déformations et des courbures élastiques et plastiques incompatibles responsables de champs de contraintes et de moments de contraintes internes. Le mouvement des défauts produit de la plasticité et est pris en compte par des équations de transport qui font intervenir des forces motrices agissant sur les densités de défauts. Dans un premier temps, les désinclinaisons sont ignorées et nous appliquons la théorie de champ de dislocations seule pour étudier les structures de cœur de dislocations planaires en comparaison avec le modèle de Peierls-Nabarro. La relaxation d’une structure de cœur de dislocation coin initiale arbitraire révèle un étalement infini des densités de dislocations sous l’action de leur propre champ de contrainte interne. Pour stopper cette relaxation infinie, nous proposons d’ajouter une énergie de misfit dans notre modèle. Cette dernière donne lieu à une contrainte de rappel qui s’oppose à l’étalement des cœurs de dislocations et permet d’obtenir des configurations équilibrées. On retrouve la solution de Peierls-Nabarro si on utilise un potentiel sinusoïdal pour l’énergie. Nous substituons ensuite ce potentiel par des énergies de fautes d’empilement généralisées obtenues à partir de simulations atomistiques pour modéliser la dissociation des dislocations et leur mouvement dans le zirconium et le titane. Dans un deuxième temps, nous considérons la théorie complète et nous développons des lois d’élasticité constitutives qui sont propres aux défauts cristallins. Nous proposons qu’en plus des tenseurs élastiques habituels, des tenseurs d’élasticité additionnels existent au niveau du cœur des défauts et relient respectivement les contraintes aux courbures et les moments de contraintes aux déformations. Ces tenseurs sont de nature non locale par définition à cause des relations cinématiques entre déformations et courbures. Ils sont non nuls au niveau des cœurs des défauts où les hétérogénéités de déformations et de courbures sont fortes et deviennent nuls loin des défauts par centrosymétrie. On applique ces nouvelles lois d’élasticité à des distributions de dislocations et de désinclinaisons. On montre que les termes non locaux donnent lieu à des contraintes/moments de contraintes de rappel qui s’opposent aux parties locales. Dans le cas de la dislocation coin, on montre que sa représentation avec un dipôle de désinclinaison coin permet d’obtenir une configuration équilibrée sans l’ajout d’énergie de misfit. On étudie ensuite les interactions élastiques entre dislocations et joints de grainsIn this contribution, we apply and develop a mechanical theory of dislocation and disclination fields, to model in a continuous way the core structure of dislocations and grain boundaries, as well as their interactions. The Burgers/Frank vector of dislocations/disclinations is regularized by the introduction of dislocation/disclination density tensors. Incompatible elastic and plastic strains and curvatures are associated to these defect densities and they lead to internal stress and couple stress fields. The motion of defects yields plasticity. It is accounted for by transport equations, where driving forces act on the defect densities. First, we overlook disclinations and we apply the pure dislocation model to investigate the structure of planar dislocation cores, in comparison with the Peierls-Nabarro model. The self-relaxation of an initially arbitrary core structure of an edge dislocation reveals that an infinite spreading of the dislocation density occurs under its own stress field. To stop this endless relaxation, we propose to add a misfit energy in our model. The latter yields a restoring stress that opposes to the spreading of dislocation cores and allows predicting equilibrium core structures. We retrieve the Peierls-Nabarro solution when we use a sinusoidal potential for the misfit energy. We then substitute this sinusoidal potential for generalized stacking fault energies as obtained from atomistic simulations, in order to model the dissociation and motion of dislocations in zirconium and titanium. Second, we consider the full theory and we develop elastic constitutive laws that are specific to crystal defects. We propose that in addition to standard elasticmoduli tensors, additional elastic tensors exist in the core regions of defects and relate respectively stresses to curvatures and couple stresses to strains. These tensors are nonlocal by definition due to kinematic relations between strains and curvatures. They are non-zero in the core of defects, where strong heterogeneities of strains and curvatures occur, and they become progressively null far from the defects due to centrosymmetry. We apply these new elastic laws to distributions of dislocations and disclinations. We show that the nonlocal elastic tensors lead to restoring stresses and couple stresses that oppose to their local parts. In the framework of edge dislocations, we show that the representation using dipoles of wedge disclination cores allows predicting equilibrium structures without adding a misfit energy. We then investigate elastic interactions between dislocations and grain boundaries
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BERGER-PINET, MARIE HELENE. "Proprietes electriques et cristallochimie des joints de grains dans les oxydes ceramiques." Caen, 1989. http://www.theses.fr/1989CAEN2015.
Full textAbstract:
La comprehension du comportement electrique des joints de grains dans les oxydes ceramiques est essentielle pour l'optimisation de ces materiaux. Un protocole original de caracterisation cristallochimique et electrique des joints a ete developpe et applique sur plusieurs types de ceramiques qui ont revele la diversite de leurs joints. Dans le cas du titanate de strontium, le bismuth diffuse a travers les joints generaux en evitant les joints de coincidence elevee plus denses et pauvres en titane. L'etude des ferrites de mnzn a confirme la presence de calcium au joint et a precise que la segregation s'opere principalement sur les joints generaux. Nous avons apporte une preuve experimentale de la diminution du rapport fe#2#+/fe#3#+ au joint, lie a la segregation de calcium. Les joints speciaux se caracterisent par des barrieres electriques faibles tandis que les joints generaux correspondent a des barrieres elevees. Les concepts de percolation nous ont revele qu'il est necessaire d'obtenir un taux de joints speciaux inferieur a 12% pour eviter non seulement la formation d'un filet continu de joints bon conducteurs a travers l'echantillon, mais aussi la creation d'amas favorables a la circulation des courants de foucault. De meme, dans les supraconducteurs, les joints generaux constituent des barrieres resistives; seuls certains joints speciaux seront favorables au passage du supercourant. L'optimisation des proprietes electriques d'une ceramique passe par une caracterisation cristallochimique et electrique des differents types de joints puis par un controle de leur distribution grace au taux d'impuretes et aux conditions d'elaboration
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Creuze, Jérôme. "Des surfaces aux joints de grains : la segregation dans tous ses etats." Paris 11, 2000. http://www.theses.fr/2000PA112211.
Full textAbstract:
Grand nombre des proprietes des alliages dependent de la structure et de la composition chimique des defauts. Dans ce contexte, nous avons etudie la segregation interfaciale d'un systeme presentant une forte demixtion en volume et une tendance a segreger en surface (i. E. Cu/ag), par simulations monte carlo avec deplacements et un modele d'ising effectif sur reseau rigide. Les interfaces considerees sont le joint de grains de flexion =5 (310) 001 ainsi que les surfaces (001) et (310). Les resultats obtenus en monte carlo pour le joint de grains montrent l'existence d'un compose ordonne bi-dimensionnel dans le plan du joint dans un systeme a tendance a la demixtion ! pour la surface (001), nous montrons l'apparition d'une surstructure cristallographique illustrant le couplage complexe entre segregation et modification structurale. L'analyse par le modele sur reseau rigide nous a permis de determiner les forces motrices de segregation intergranulaire et superficielle. Le couplage des deux methodes a mis en evidence le role important de l'entropie vibrationnelle dans la segregation intergranulaire, alors qu'elle peut etre negligee pour la segregation superficielle. L'evaluation de s s e g doit tenir compte des couplages entre vibrateurs premiers voisins (le modele d'einstein ne pouvant donc etre utilise) et de la dilatation thermique differentielle a proximite du joint de grains. Nous avons alors utilise l'approche analytique pour determiner les isothermes de segregation intergranulaire. Nous avons ainsi mis en evidence une transition de phase du premier ordre a caractere multicouche. Un comportement identique est obtenu pour la surface (310), les interactions inter-plan etant a l'origine de ces transitions. Cet aspect multicouche de la segregation intergranulaire a ete confirme par des simulations monte carlo montrant de plus l'apparition d'un phenomene de mouillage, le joint de grains initial se scindant en deux interfaces separees par une phase metastable.
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Couzinie, Jean-Philippe. "Etude des interactions entre dislocations et joints de grains dans le cuivre." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112326.
Full textAbstract:
L'objectif fondamental de cette these est l’analyse par microscopie electronique en transmission des mecanismes d’accommodation des dislocations de matrice dissociees dans les joints de grains du cuivre, etude primordiale pour comprendre le comportement mecanique des materiaux cristallins. Dans les joints de basse energie s3 {111}, deux resultats importants sont obtenus: si le plan de l’interface est un plan de glissement pour la dislocation incidente, une incorporation par recombinaison des dislocations partielles de shockley est mise en evidence. En cas contraire, l’hypothese la plus probable considere l’entree puis la decomposition de la dislocation partielle de tete en une dislocation glissile du reseau de joint et une dislocation sessile de type stair-rod, processus suivis de l’entree de la seconde partielle. Dans un joint de haute energie s9 {221}, l’evolution rapide de l’accommodation a temperature ambiante des produits de decomposition d’une dislocation extrinseque dans le reseau intrinseque temoigne d’une forte diffusivite du joint a basse temperature. Par ailleurs, la structure des joints s9, observee par microscopie electronique a haute resolution, se compose de facettes symetriques et asymetriques. Le couplage observations-simulations atomiques montre que les parties asymetriques se decrivent par le modele des unites structurales et qu’elles sont de plus basse energie que les parties symetriques. Enfin, pour un joint general, un essai par deformation in-situ revele l’accommodation spontanee de dislocations des leur entree dans le joint. Ce dernier semble se comporter comme une couche quasi-visqueuse, la dislocation extrinseque comme une densite de deformationThe main objective of the thesis is the analysis by transmission electron microscopy of the accommodation mechanisms of dissociated matrix dislocations in grain boundaries of copper. Such a study is essential for a better understanding of the polycrystalline materials mechanical properties. In low energy sigma 3 {111} grain boundaries, two main results are obtained: 1) if the interface plane corresponds to a glide plane for the incident dislocation, an incorporation by recombination of the shockley partials dislocations is observed; 2) if not the most probable hypothesis considers the entrance and the decomposition of the leading partial in one glissile grain boundary dislocation and one stair rod type sessile dislocation. These processes are followed by the entrance of the second partial within the grain boundary. In high energy sigma 9 {221} interfaces, the fast accommodation kinetic at room temperature of extrinsic dislocation decomposition products in the intrinsic network gives evidence of the elevated grain boundary diffusivity at low temperature. Moreover the sigma 9 grain boundary structure observed by high resolution electron microscopy is composed of symmetrical and asymmetrical facets. The "experimental observations-atomic simulations" coupling shows that the asymmetrical facets could be described using the structural unit model and are of lower energy than the symmetrical ones. Finally an in-situ deformation test in a general grain boundary shows the spontaneous accommodation of crystal dislocations when entering the interface. The grain boundary seems to behave like a quasi-viscous layer, the extrinsic dislocation like a deformation density
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Nicoletti, Sergio. "Elaboration et caractérisation de jonctions Josephson YBaCuO sur joints de grains artificiels." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10091.
Full textAbstract:
Cette these presente une etude de realisation et de caracterisation de jonctions josephson fabriquees a partir de joints de grains artificiels induits dans le film d'ybco. Deux procedes differents ont ete etudies: la fabrication du joint de grains par bi-epitaxie et le depot d'une couche supraconductrice sur substrat bi-cristallin. Le but du travail a ete de developper un procede de fabrication reproductible et d'etudier les proprietes des dispositifs obtenus. Les couches minces ont ete fabriquees par ablation laser pulse. Les dispositifs ont ete obtenus en gravant des lignes de differentes largeurs traversant le joint. Pour les echantillons realises par bi-epitaxie nous avons obtenus a travers un empilement de couches tampons adapte, le joint de grains dans l'ybco sur substrat de saphir ainsi que sur srtio3. Les mesures electriques ont mis en evidence que, pour ce type de joint, le courant josephson est trop faible et que la distribution de courant dans la jonction est inhomogene. Les limitations principales de cette technique sont liees aux contraintes imposes par l'angle de desorientation et par les defauts de fabrication. Pour les jonctions fabriquees sur bi-cristaux, les mesures en champ magnetique ont montre qu'un controle soigne de l'etat de la surface est necessaire pour avoir une barriere homogene. Ce resultat permet le controle de la jonction en regime flux flow. Les resultats preliminaires obtenus sur les transistors a flux de vortex josephson ont mis en evidence que ce type de dispositifs peut etre comme element amplificateur dans un circuit electronique supraconducteur
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Larranaga, Melvyn. "Mécanismes élémentaires de la migration de joints de grains couplée au cisaillement." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30202.
Full textAbstract:
La migration de joint de grains couplée au cisaillement dans des bicristaux d'aluminium a été étudiée à l'échelle microscopique par une double approche mêlant des simulations atomistiques de dynamique moléculaire et des expériences de déformation in-situ dans le microscope électronique en transmission (MET). Les simulations ont consisté en la caractérisation de l'effet de l'introduction d'un dipôle de disconnections sessiles sur la migration du joint de flexion symétrique SIGMA41[001](450) à 0 K. L'utilisation de la technique Nudged Elastic Band a permis de déterminer le chemin d'énergie minimum de la migration et de révéler le mécanisme microscopique sous-jacent. La description de ce dernier en terme de composition / décomposition et propagation des disconnections s'avère fructueuse et montre en particulier que le dipôle introduit agit comme un site de nucléation préférentiel pour les disconnections mobiles réalisant la migration. Bien que l'introduction du dipôle ait peu d'effet sur la contrainte critique de migration il apparaît en revanche que l'impact sur l'énergie d'activation est plus conséquent avec une diminution pouvant être de l'ordre de 0,65 par rapport à la valeur calculée pour la migration du joint idéal. Par ailleurs il est aussi montré qu'une disconnection préexistante glissant dans le joint subit une force de friction de la part du dipôle soulignant l'ambivalence de ce défaut sur la dynamique du joint. Les expériences de déformation in-situ MET sont conduites sur des lames minces extraites de deux bicristaux différents : le SIGMA3[110](111) (joint de macle) et le SIGMA41[001](450). Au microscope les lames sont sollicitées en traction sous des températures situées entre 200°C et 480°C. Le joint SIGMA3[110](111) se montre globalement assez peu mobile malgré l'observation de macro-marches associées à des dislocations intergranulaires se déplaçant occasionnellement. D'un autre côté une intense activité de plusieurs familles de disconnections en mouvement dans le joint est observée dont une famille de type 1/6 < 211 > identifiée par l'analyse de l'asymétrie de leur contraste pour différents vecteurs de diffraction (g). Ces résultats sont compatibles avec la présence d'un mélange de marches de signe et hauteur différents au sein d'une même famille. La traction du joint SIGMA41[001](450) a parfois montré des évènements de migration couplée au cisaillement dont la valeur du couplage mesuré est proche de prédictions effectuées à partir du modèle des disconnections. Dans les deux bicristaux étudiés il est remarqué que la dynamique du joint ainsi que la distribution des disconnections dans son plan sont corrélés aux interactions avec les défauts environnants tels que les dislocations intragranulaires ou les sous-joints.[...]The shear coupled grain boundary migration of aluminum bicrystals has been investigated at the microscopic level using a double approach combining atomistic simulations of molecular dynamic and in-situ straining experiments in the transmission electron microscope (TEM). With the simulations we have characterized the effect of the introduction of a sessile disconnections dipole in a SIGMA41[001](450) symmetric tilt grain boundary (GB). The minimum energy path as well as the microscopic mechanism of the GB migration has been revealed using the Nudged Elastic Band method. The description of the migration mechanism through disconnection composition / decomposition and propagation has proven fruitful. In particular it shows that the disconnections dipole acts as a favored site for the nucleation of mobile disconnections that carry the GB migration. Despite the fact that only a tiny effect on the yield stress of the GB migration is calculated it appears that the activation energy is significantly lowered by a factor that can be of the order of 0,65 comparing to the value of the ideal GB migration case. Moreover it is also shown that a preexisting disconnection gliding in the GB experience a friction force from the disconnection dipole emphasizing the ambivalent role of this defect concerning the GB dynamic. In-situ TEM straining experiments have been performed using thin foils extracted from two different bicrystals : the SIGMA3[110](111) (known as a twin boundary) and the SIGMA41[001](450). The samples were deformed under tensile stress in the microscope at temperatures ranging from 280°C to 480°C. Globally the SIGMA3[110](111) GB showed a very low mobility, however some macro-steps associated with intergranular dislocations were seen to occasionally move in the GB. Yet an intense activity of several disconnections families has been observed among which the 1/6 < 211 > type family that has been identified using the asymmetry of their TEM contrast under several diffraction vectors (g). These results are compatible with the presence in the GB of a combination of steps of different height and sign. The straining of the SIGMA41[001](450) GB sometimes results in its shear coupled migration with a measured coupling factor close to a predicted value of the disconnection model. In both bicrystals it appears that the GB dynamic and its disconnection distribution are correlated to the interactions with the neighboring defects like sub-grain boundaries and intragranular dislocations. [...]
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Tézenas, du Montcel Henri. "Ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de nickel." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0006/document.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de l'ingénierie des joints de grains dans les superalliages à base de Nickel pour disques de turbines aéronautiques. L'ingénierie des joints de grains a montré son efficacité dans l'amélioration des propriétés en fatigue et en fluage dans certains alliages de cuivre et de nickel. Cette amélioration est obtenue en réalisant une succession de déformations à température ambiante séparées par des traitement thermiques. Ce traitement a pour objectif de modifier la distribution du réseau de joints de grains. L'objectif de l'étude est d'adapter ces traitements au procédé du forgeage à haute température des superalliages. Une étude expérimentale est menée pour mettre en évidence l'influence des paramètres de forgeage sur les caractéristiques du réseau de joints de grains. La caractérisation de ce réseau est faite grâce à la réalisation de cartographies d'orientations cristallographiques par EBSD. Une méthode de caractérisation innovante basée sur la discrétisation des cartographies en réseaux de points triples est proposée. Cette méthode permet d'analyser la connectivité du réseau de joints de grains en vue d'une corrélation avec les propriétés mécaniquesThis work is dedicated to the study of Grain Boundary Engineering in Ni-based superalloys for aircraft turbine disk. The grain boundary engineering has proven its efficiency for the improvement of the fatigue and creep properties of copper and nickel alloys. This improvement is achieved by performing a succession of room temperature deformations interspaced by heat treatments to modify the distribution of the grain boundary network. The aim of the study is to adapt these processes to high temperature forging of superalloys. An experimental study is achieved to highlight the influence of forging parameters on the grain boundary network. The characterization of the grain boundary network is made through the completion of crystallographic orientation mapping by EBSD. An innovative characterization method based on the discretization of orientation maps in a triple junction network is proposed. This method allows to analyze the connectivity in the grain boundary network with the objective of a correlation with mechanical properties
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Lens, Arnaud. "Mobilité des joints de grains dans les alliages Al-Mn et Al-Fe-Si." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSE0004.
Full textAbstract:
Pour simuler la recristallisation et la croissance des grains, nous avons étudié des mobilités expérimentales in-situ au MEB dans des alliages d'aluminium Al-Mn ainsi que des estimations théoriques de la vitesse de migration des joints de grains lors de recuits isothermes de 200 à 450ʿC. Pour réaliser cette étude, nous avons développé une technique de recuit in-situ au MEB/EBSD. Puis, nous avons analysé et comparé les résultats expérimentaux aux théories de traînages de solutés de Cahn, de Lücke et de Stüwe. Afin de vérifier quelques idées de Doherty, nous avons également examiné le développement de la croissance anormale dans l'Al-Fe-Si en présence de précipités. La présence d'une forte densité de sous-joints a été constatée en présence de croissance anormale. De plus, nous avons mesuré quelques valeurs de mobilités des joints de grains lors de la croissance normale et anormale de certains gros grains lors de recuits isothermes à 600ʿCExperimental grain boundary mobilities were studied with an in-situ SEM/EBSD technique in order to understand the recrystallization and grain growth processes in relevant, close to industrial Al-Mn alloys. Therefore, an in-situ technique was developed for annealing between 200°C to 450°C. Theoretical velocities estimated from the approaches of the solute drag theories of Cahn, Lucke and Stuwe were compared to the experimental results. Several Al-Fe-Si alloys were studied in order to validate some ideas of Doherty concerning abnormal grain growth in the presence of low angle grain boundaries and precipitates. Moreover, mobilities were measured during normal and abnormal grain growth at 600°C
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Tabet, Nouar. "Contribution à l'étude des propriétés électriques de volume et des joints de grains dans le germanium : application de la méthode du courant induit par faisceau d'électrons "EBIC"." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112318.
Full textAbstract:
Obtention de la longueur de diffusion des porteurs minoritaires par ajustement des courbes expérimentales à partir de l'énergie du faisceau incident. Mise en évidence de trois types de comportements des joints de grain différents: sous joints actifs, sous-joints inactifs, joints de grains inactifs. Ces défauts ont été caractérisés par rx et par diagrammes de canalisation d'électrons. Différents traitements thermiques sont comparés. On montre que la longueur de diffusion des trous dans les grains varie après recuit
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Detre, Laurent. "Étude spectroscopique et optique de phases liquides cristallines récentes en vue de leur caractérisation structurale." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-41.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail concerne les phases liquides cristallines récentes (TGBA, TGBC et SC*[Alpha]) dont la structure torsadée peut être modélisée par des empilements de lames biréfringentes. L'étude de la propagation de la lumière selon l'axe hélicoïdal des piles s'appuie sur la notion de vibrations itératives. L'introduction dans le calcul des paramètres connus pour les phases TGB permet de prévoir l'existence de bandes de réflexion sélective dans le visible. Malgré la mise en place d'un dispositif d'analyse spectrale nouveau, les raies réfléchies n'ont pu être détectées. En phase TGBA, le grand nombre de blocs par pas obtenu récemment sur des composés analogues aux nôtres rejette les raies hors de notre domaine spectral d'analyse. En phase TGBC, l'absence de raies confirme l'expulsion de la torsion dans les blocs proposée par Dozov ; les joints de grain n'introduisent qu'une modulation indétectable. Dans les phases TGB, la rupture périodique des couches smectiques assure une quasi-continuité de la rotation du directeur. Hors des bandes de réflexion sélective, les phénomènes anomaux observés en réflexion entre polars croisés ont été modélisés. La comparaison des spectres théoriques et expérimentaux fournit l'évolution qualitative du pas de torsion. La méthode des vibrations itératives a ensuite été utilisée pour interpréter les mesures de périodicité optique effectuées au laboratoire sur les phases SC*[Alpha]. Les pas de torsion sont très faibles, constitues de 4 à 8 couches smectiques ; l'angle azimutal entre couches consécutives varie fortement sur la plage de température SC*[Alpha] des composés étudiés. Ces résultats sont en accord avec le modèle de réorientation azimutale de Zeks et Cepic. L'utilisation du dispositif spectroscopique pour l'étude de composés trimères laisse pressentir l'existence d'une phase chirale modulée (SC*). Dans une autre série de composes antiferroélectriques, des phases nouvelles, isotropes anomales, ont été mises en évidence.
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Cornen, Marilyne. "Ségrégations intergranulaires d'impuretés dans le modèle Ni-S." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2009.
Full textAbstract:
Lors de cette étude nous nous sommes intéressés à deux problématiques liées aux effets de la ségrégation intergranulaire d'un métalloïde fortement ségrégeant dans un alliage métallique, d'une part dans des conditions d'équilibre et d'autre part dans des conditions de recristallisation. Le système modèle retenu pour l'étude est le système nickel-soufre. Dans une première partie nous avons cherché à préciser les paramètres thermodynamiques de la ségrégation du soufre aux joints de grains du nickel à l'équilibre, et plus particulièrement à établir l'existence d'une hystérésis de ségrégation. Les valeurs obtenues (G=-80kJ. Mol-1 et 2=60 kJ. Mol-1) sont, notamment en ce qui concerne G sensiblement différents des valeurs publiées précédemment (G-95 kJ. Mol-1) mais qui ne considéraient que rarement la possibilité d'interaction. Dans ces mêmes conditions d'équilibre et sur les mêmes échantillons nous avons cherché à mettre en évidence les relations entre la désorientation des joints de grains et leur taux de ségrégation à l'aide de mesure EBSD. Cette étude a permis de montrer que, si l'on observe bien une ségrégation plus faible dans quelques joints spéciaux, l'effet est beaucoup moins marqué que pour les bicristaux étudiés précédemment. Dans une seconde partie nous avons cherché à préciser le rôle de la ségrégation du soufre sur des joints de grains mobile en cours de recristallisation. Ces mesures couplées à des déterminations de désorientation par EBSD ont permis de mesurer les vitesses de déplacement des joints de grains en fonction de leur désorientation par rapport à la matrice écrouie et du taux d'écrouissage. On a ainsi pu mettre en évidence deux régimes de migration.
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Perinet, François. "Autodiffusion de l'oxygène en volume et aux joints de grains dans Cu...O." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608744v.
Full text
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LEBOUVIER, BENOIT. "Energie libre de joints de grains de flexion d'axe 011 dans le silicium." Caen, 1996. http://www.theses.fr/1996CAEN2079.
Full textAbstract:
Nous avons calcule les deux composantes de l'energie libre des joints de grains de flexion de silicium : l'energie potentielle a ok et le terme entropique. Pour le premier terme, nous avons utilise le potentiel de vanderbilt. En effet, la comparaison avec les autres potentiels empiriques montre qu'il est apte a decrire les deformations presentes dans un bicristal. Il conduit a des resultats differents de ceux obtenus avec les autres potentiels empiriques en ce qui concerne la stabilite relative des differents modeles d'un meme joint. Ces resultats sont en accord avec ceux obtenus en appliquant la methode de recursion a deux modeles de liaisons fortes. Le terme entropique est calcule en appliquant la methode de recursion au spectre de phonons du bicristal dans l'approximation harmonique. Les resultats obtenus sur les differents joints de grains de flexion montrent que la stabilite relative des differents modeles d'un meme joint n'est pas modifie par la temperature. Ils montrent que les modeles les plus stables a ok ont l'entropie la plus grande et donc leur stabilite se trouve renforcee par l'augmentation de temperature.
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PROT, DOMINIQUE. "Autodiffusion de l'oxygene en volume et aux joints de grains dans l'alumine alpha." Paris 6, 1991. http://www.theses.fr/1991PA066292.
Full textAbstract:
La comprehension de la cinetique de nombreux processus (frittage, croissance de grains, fluage) survenant aux hautes temperatures d'utilisation de l'alumine passe par la connaissance des coefficients et des mecanismes de diffusion de l'oxygene dans cet oxyde. Notre etude a ete conduite entre 1500c et 1750c par echange isotopique gaz/solide au moyen de l'isotope #1#8o. Les profils de concentration ont ete determines par spectrometrie de masse des ions secondaires (sims). Par cette technique, nous avons mis en evidence, sur des monocristaux, l'existence de deux mecanismes de diffusion: l'un est un mecanisme de diffusion en volume, l'autre est relatif a la diffusion de l'oxygene le long de dislocations arrangees en sous-joints. La dependance en temperature du coefficient de diffusion en volume, d#v, celle du parametre de diffusion par les sous-joints, #s#jd#s#j, ainsi que, pour les polycristaux, celle du parametre de diffusion intergranulaire, #jd#j, sont donnees par les relations d'arrhenius suivantes: d#v(cm#2/s)=206 exp-(636 kj. Mol##1/rt); #s#jd#s#j(cm#3/s)=9,710#6 exp-(896 kj. Mol##1/rt); #jd#j(cm#3/s)=1,610#9 exp-(921 kj. Mol##1/rt). Un mecanisme de diffusion extrinseque mettant en jeu les impuretes contenues dans les echantillons etudies est propose. En particulier, un phenomene de segregation dans les courts-circuits semble pouvoir expliquer les valeurs elevees des enthalpies d'activation q#s#j et q#j determinees
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Hagège, Serge. "Contribution a l'etude des joints de grains en coincidence dans la symetrie hexagonale." Caen, 1985. http://www.theses.fr/1985CAEN2019.
Full textAbstract:
Les joints de grains peuvent etre decrits comme des joints en relation d'orientations de coincidence. Cette description necessite l'introduction d'une serie de parametres necessaires et suffisants pour caracteriser completement la relation d'orientation. Le rapport c/a de la symetrie hexagonale introduit une difficulte supplementaire qui conduit a discuter de la dimension de la coincidence et a envisager la notion de coincidence approchee. Applications aux macles de deformation des metaux hexagonaux compacts que l'on peut decrire comme des joints de coincidence. La notion de symetrie permet de choisir entre les differentes configurations atomiques possibles d'une relation d'orientation donnee. Pour le macle (1012), une configuration de symetrie maximale permet de proposer une description simple du processus de maclage. On confirme par microscopie electronique le role des dislocations dans la structrure des macles de deformation
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Fournel, Frank. "Réalisation par adhésion moléculaire d'un substrat induisant l'auto-organisation latérale et contrôlée du dépôt de nanostructures." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10066.
Full textAbstract:
Les nanostructures de semiconducteurs sont des objets très intéressants pour de nombreuses applications en microélectronique ou en optoélectronique. Néanmoins, pour pouvoir les utiliser, il est nécessaire de contrôler leur taille, leur densité et leur répartition spatiale. C'est pourquoi de nombreux travaux de recherche ont été consacrés ces dernières années à la maîtrise de ces paramètres. La majorité des études porte sur la mise au point d'une méthode de croissance collective auto-organisée des nanostructures. Dans notre travail, nous avons choisi d'élaborer un substrat fonctionnel apte à provoquer l'auto-organisation latérale des nanostructures. Le moteur de l'organisation est le champ de contraintes induit en surface par un réseau de dislocations enterrées, obtenues par le collage et le transfert d'un film ultra-mince de silicium sur une plaque de silicium. Pour ce faire, nous avons mis au point des méthodes originales de contrôle des angles de collage. En menant de front procédé de réalisation et études structurales, nous avons démontré que ces substrats organisent latéralement le dépôt de boîtes quantiques de silicium. Ces substrats pourraient donc être utilisés pour fabriquer de nouveaux composants pour la microélectronique ou l'optoélectronique tels que par exemple des nouveaux types de mémoires non volatilesSemiconductor nanostructures are interesting objects for many microelectronic and optoelec-tronic applications. Nevertheless, to use them, it is necessary to control their size, their density and their in-plane distribution. Therefore an important work in research has been done for some years to control these parameters. Most of these researches try to find out a self-organized collective growth method of nanostructures. In our work, we have chosen to elaborate a functional substrate inducing a lateral self-organization of nanostructures. The organization driving force is the strain field induced on the surface by a buried dislocations network. This network is obtained by the molecular bonding and the transfer of a silicon ultra-thin film onto a silicon wafer. In order to do this, we have developed original methods for controlling the bonding angles. Performing simultaneously the realization process and structural studies, we demonstrate that these substrates organize laterally the nanostructures deposit of Si quan-tum dots. These substrates could then be used to manufacture new microelectronic or optoelectronic components such as, for instance new non-volatile memory types
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Khalfallah, Omar. "Interaction dislocations de matrice-joints de grains dans le fer : influence des paramètres cristallographiques et de l'anisotropie du métal." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112363.
Full textAbstract:
L'analyse des paramètres qui contrôlent, dans le fer, l'interaction d'une dislocation de matrice avec un joint de grains constitue l'objectif fondamental de cette étude abordée de deux points de vue : théorique, par le calcul de la force image, et expérimental, par l'observation de quelques cas d'interaction en microscopie électronique en transmission (M. E. T. ). Sur la base de la théorie de l'élasticité anisotrope, l'énergie dont dérive la force image est calculée pour différentes situations cristalcristallographiques. Les courbes d'isoénergie établies, montrent que de faibles interactions sont associées aux configurations de haute symétrie. Dans les autres cas, la force image peut agir sur une dislocation jusqu'à une distance de l'ordre de 100 mn du joint à température ambiante. Observées en M. E. T. , les situations de non incorporation de la dislocation de matrice au joint s'expliquent par l'intervention de paramètres cristallographiques liés soit à la structure d'équilibre du joint, soit à l'anisotropie du matériau.
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Andriamisandratra, Mamiandrianina. "Analyse numérique de la microplasticité aux joints de grains dans les polycristaux métalliques CFC." Mémoire, École de technologie supérieure, 2013. http://espace.etsmtl.ca/1148/1/ANDRIAMISANDRATRA_Mamiandrianina.pdf.
Full textAbstract:
La rupture par fatigue concerne aujourd’hui encore beaucoup de pièces métalliques soumises en service à un chargement répétitif. À l’échelle de la microstructure, les joints de grains sont connus pour jouer un rôle important dans la tenue en fatigue du matériau grâce au durcissement qu’ils confèrent. Cependant les joints de grains eux-mêmes ou la zone à leur proximité ont souvent été identifiés comme lieux d’amorçage de fissures de fatigue, particulièrement dans le cas des métaux cubiques à faces centrées (CFC). Dans le but de caractériser le comportement micromécanique à proximité de différents types de joint de grain, le comportement à l’interface en traction monotone uniaxiale a été modélisé par la méthode des éléments finis et une loi de plasticité cristalline a été utilisée. De plus, quelques configurations cristallographiques bicristallines ont alors été simulées et leur comportement a été analysé sous un chargement de traction axiale monotone. Le cadre de validité de la modélisation a été restreint à celui des petites déformations (< 5 %).
Quatre critères importants dictant le comportement mécanique cristallin ont été identifiés. Il s’agit de la rigidité élastique, du facteur de Schmid des deux systèmes de glissement les plus favorables, et enfin du ratio entre ces deux plus forts facteurs de Schmid traduisant la propension au glissement simple ou multiple. Des simulations de traction sur des monocristaux ont ainsi permis de comprendre l’influence propre de chaque critère sur le comportement macroscopique (contraintes et déformations) et microscopique (glissements cristallins). Les calculs bicristallins ont ensuite mis en évidence l’activation particulière de certains systèmes de glissement à priori non favorables au niveau du joint de grain. Ce phénomène a été associé avec la nécessité d’assurer la compatibilité mécanique de déformation de part et d’autre de l’interface. Le profil de la déformation dans le sens longitudinal de l’éprouvette a montré une baisse systématique de déformation au niveau du joint et dont l’intensité augmente avec la désorientation angulaire entre les deux grains. L’hétérogénéité de la déformation en chaque section de l’éprouvette est quant à elle surtout liée au caractère fortement anisotrope de la plasticité et s’avère plus prononcée lorsque le mode de déformation est assuré par un glissement simple. Enfin, un cas bicristallin qui présentait une compatibilité microscopique des traces de glissement dans le plan du joint de grain a été étudié. Cependant, aucune corrélation avec le profil de glissement n’a été relevée, une cause macroscopique étant plus vraisemblablement à l’origine du profil observé.
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Daveau, Gaël. "Interaction dislocations - joints de grains en déformation plastique monotone : étude expérimentale et modélisations numériques." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00740650.
Full textAbstract:
Modéliser la déformation plastique des polycristaux est un objectif majeur de la science des matériaux. Tous les modèles actuels comportent une partie phénoménologique n'ecessitant un ajustement de paramètres sur des résultats expérimentaux. Cette thèse vise à mettre en place un nouveau modèle, justifié physiquement, sans paramètre ajustable et adapté à la modélisation du polycristal CFC en sollicitation monotone. Afin de mesurer les champs mécaniques à l'échelle du micromètre, des mesures de microdiffraction Laue ont été réalisées sur un tricristal de cuivre à une faible déformation plastique. Ces mesures nous renseignent sur les mécanismes plastiques intervenant très près des joints de grains et définissent des états de référence pour les simulations. On montre principalement que la déformation plastique s'accompagne d'un stockage de dislocations géométriquement nécessaires (GND) aux joints de grains, en relation avec l'apparition de contraintes internes à longue distance. Des simulations de Dynamique des Dislocations dans des bicristaux ont 'et'e réalisées afin de caractériser les phénomènes physiques mis en œuvre. Ces simulations confirment que l'interaction dislocations - joints de grains s'accompagne d'un stockage de GND sous la forme de microstructures tridimensionnelles très inhomogènes. Les propriétés mécaniques induites par ce phénomène complexe peuvent être quantifiées par des lois continues élaborées à partir de l'approximation théorique d'un empilement unidimensionnel. Les lois de comportement ainsi définies ont ensuite été incorporées dans une modélisation micromécanique de plasticité cristalline, jusqu'ici dédiée au monocristal CFC. Le modèle ainsi construit a maintenant la capacité de prédire les mesures réalisées sur le tricristal de cuivre. Nous avons ainsi mis en place un modèle physiquement justifié et adapté 'a la modélisation du polycristal CFC en sollicitation monotone.
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Maunier, Caroline. "Etude théorique et expérimentale du fluorure de calcium : simulation des processus de diffusion en volume et dans un joint de grains par la dynamique moléculaire, fluage haute température /." Saclay : Commissariat à l'énergie atomique, 1991. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35494882z.
Full text
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Benamara, Mourad. "Contribution à l'étude des interfaces de soudure directe dans le silicium." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30135.
Full textAbstract:
Afin de repondre de la faisabilite d'une filiere technologique de circuits integres de puissance basee sur la soudure directe sur silicium, des etudes preliminaires sont entreprises et montrent clairement que l'interface si/si n'est pas electriquement neutre. Apres avoir mis au point une procedure experimentale pour realiser des interfaces si/si de facon reproductible, nous avons etudie l'interface de soudure d'un point de vue physique et electrique. La microscopie electronique en transmission montre que la structure de ces interfaces est ainsi constituee de deux reseaux de dislocations qui permettent de rattraper exactement la desorientation relative des deux cristaux. Le premier bidimensionnel est constitue de dislocations de type purement vis organisees en reseau carre et permet de rattraper la composante de torsion (jusqu'a 15) entre les deux plaquettes. Le second est un reseau de dislocations a 60 qui compense une faible composante de flexion. Les profils de densite de porteurs au niveau de l'interface (mesures par spreading resistance) demontre que l'interface si/si est le siege de charges positives dont la densite est etroitement liee a la densite de defauts presents a l'interface. Les origines physiques possibles de ces charges sont discutees et sont les dislocations de desorientation, les precipites (pp) de silice (etats donneur a l'interface pp/matrice silicium) dont la densite croit avec la desorientation, et des clusters sio#x de type donneur ou double-donneur dont la cinetique de formation est favorisee par la presence du carbone. Par ailleurs, les mesures de courant ebic (electron beam induced current) demontrent que l'utilisation de plaquettes fz permet de reduire considerablement l'activite recombinante de ces interfaces. D'une facon generale, ce travail demontre que l'optimisation des proprietes electriques de ces interfaces requiert l'utilisation de plaquettes fz et passe par le controle de leur desorientation lors de l'assemblage
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Dufour, Jean-Paul. "Application de l'électroréflectance à l'étude de couches minces évaporées de sulfure de zinc." Dijon, 1988. http://www.theses.fr/1988DIJOS002.
Full textAbstract:
Application de l'électroréflectance a l'étude des propriétés optiques de structures aluminium-sulfure de zinc-aluminium. Du fait de la neutralité de l'aluminium dans le visible, les spectres varient avec les modifications des propriétés du sulfure de zinc. L'électroréflectance permet de distinguer les contributions de volume du matériau de celles des interfaces aluminium-sulfure de zinc. L'analyse des spectres met en évidence le renforcement des signaux par les interférences lorsque le matériau est transparent, la diffusion de l'aluminium dans les zones d'interface et conduit au calcul des variations de l'indice optique en fonction de la longueur d'onde
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Almazouzi, Abderrahim. "Diffusion volumique et intergranulaire de l'or, de l'étain et du germanium dans le germanium." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30047.
Full textAbstract:
On propose un mecanisme lacunaire pour la diffusion du germanium et de l'etain. La diffusion tres rapide de l'or est expliquee au moyen d'un mecanisme dissociatif faisant intervenir des paires (au#i-l). Dans les joints de grains, les parametres d'autodiffusion peuvent etre expliques par un mecanisme lacunaire a condition d'envisager une tres forte diminution de l'enthalpie de formation de ce defaut. Pour l'etain, les resultats impliquent un mecanisme de diffusion lacunaire. Pour l'or, on doit envisager un mecanisme dissociatif
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Yazidi, Samir. "Influence du caractère de spécialité des joints de grains sur la texture granulaire et la texture de joints dans l'oxyde de nickel." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37619180h.
Full text
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Yazidi, Samir. "Influence du caractère de spécialité des joints de grains sur la texture granulaire et la texture de joints dans l'oxyde de nickel." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112155.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est de déterminer si les propriétés intrinsèques des joints spéciaux et des joints généraux peuvent influencer des caractéristiques telles que la texture granulaire et la texture de joints au cours du grossissement granulaire dans un matériau polycristallin. Trois paramètres sont particulièrement importants :Le diamètre granulaire moyen, qui est l’indicateur de la force motrice résiduelle responsable du grossissement granulaire- la vitesse de croissance granulaire moyenne, puisque le critère de mobilité des joints est un facteur de discrimination du comportement des joints, et intègre l'influence des impuretés ;- le caractère de spécialité des joints, qui est le critère de classification des joints. Pour étudier l'influence des deux premiers paramètres, environ 250 joints, appartenant à plusieurs échantillons obtenus par oxydation de nickel dans diverses conditions ont été caractérisés. En l'état actuel des examens, les résultats ne semblent pas indiquer que le caractère de spécialité des joints affecte la texture granulaire ou la texture de joints d’une manière significative. Cette conclusion s'explique du tait des contraintes topologiques qui règnent dans un polycristal libre de contraintes externesThe purpose of this study is to verity whether the intrinsic properties of special and general grain boundaries (GB) may influence such characteristics as grain texture and grain boundary texture, during grain growth process in a polycristalline material. Three parameters are of importance: -average grain diameter which is an indicator of the residual driving force responsible for grain growth; -average grain growth rate, since GB mobility is a discriminative factor for special and general GB behavior and is a function of impurity conten; -specialness character Of the GB's which allows their classification. In order to examine the influence of the first two parameters, about 250 GB's belonging to several samples prepared by oxidation of nickel in various conditions, were characterized. The data which were obtained up to now do not seem to indicate that the specialness character of the, grain boundaries influences significantly grain texture or GB texture. This conclusion can be explained by topological requirements relative to a polycrystal tree of external stresses
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Marrouche, Abdelkhalek. "Caractérisation par microscopie électronique en transmission de joints de grains d'oxyde NiO formé par oxydation." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112128.
Full textAbstract:
Cette thèse présente les résultats d'une étude statistique des caractéristiques géométriques des joints de grains dans l'oxyde NiO obtenu par oxydation thermique du nickel. Le travail comporte deux parties : La première est une étude critique des méthodes de détermination des caractéristiques géométriques des joints : relations d'orientation intercristalline, indice de coïncidence, critères de spécialité, plan du joint. La seconde partie concerne les résultats eux-mêmes, acquis à partir de l’analyse de 128 joints répartis entre 3 types d'échantillons bruts d'oxydation, ou recuits. Sur chaque échantillon, ont été examinées, la morphologie granulaire, la répartition et la densité des dislocations, la répartition entre joints et sousjoints, la texture d'oxydation, la distribution des relations d'orientation intergranulaire, la proportion de joints spéciaux. . . Il apparaît notamment que les joints parallèles à un plan {011} sont particulièrement instables et que la proportion de joints en relation de coïncidence est supérieure à celle qui existe dans un échantillon à distribution aléatoireThis thesis presents the results of a statistical study of the geometrical features of grain boundaries in nickel oxide NiO obtained by thermal oxidation of nickel. This work is divided into two parts: The first is a critical study of the methods used to determine the geometrical characteristics of the grain boundaries, orientation relationships, coincidence index, criteria of specialty, grain boundary plane. In the second part, we present the date of the study of 128 boundaries taken in 3 types of specimen resulting either from oxidation or additionally annealed. The following features were examined for each sample: granular morphology, distribution and density of dislocations, distribution of grain boundaries between subgrain boundaries and boundaries, oxidation texture, orientation relationships, "special" grain boundaries. It is shown in particular that boundaries parallel to a {011} plane are quite unstable and that the proportion of coincident boundaries is higher than that existing in a randomly distributed sample
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Rajabzadeh, Armin. "Étude expérimentale et théorique de la migration de joints de grains, couplée à un cisaillement." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2290/.
Full textAbstract:
La déformation plastique des matériaux est généralement induite par le déplacement de dislocations. Cependant dans les matériaux nanocristallins, ces déplacements sont inhibés et les mouvements des joints de grains jouent alors un rôle important dans la plasticité. La migration des joints de grains couplée au cisaillement est un mécanisme efficace mis en évidence lors de sollicitations mécaniques dans différents matériaux: le joint de grains se déplace perpendiculairement a son plan en réponse a une contrainte de cisaillement. Malgré de nombreux efforts expérimentaux et théoriques ces dernières années, les mécanismes élémentaires de la migration des joints de grains couplée au cisaillement restent méconnus. Le présent travail se propose d'étudier expérimentalement par microsopie électronique en transmission (MET) et théoriquement par simulation atomistique ces mécanismes élémentaires. Des expériences de traction in-situ en MET portant sur des bicristaux d'Aluminium chauffés à 400C montrent qu'un joint de grains S41<001>{540} se déplace par le mouvement collectif des macro-marches le long de l'interface. Ces macro-marches sont caractérisées par la mesure de leur déformation. Cette déformation peut comporter à la fois une composante parallèle (couplée au cisaillement) et une composante perpendiculaire à l'interface (montée). Différentes macromarches caractérisées par différentes déformations ont été observées sur un même joint de grains: différents modes de couplage peuvent ainsi permettre à un joint de grains de migrer. Des marches élémentaires, composant vraisemblablement les macro-marches ont été également observées. L'observation par MET haute résolution de ces marches élémentaires a permis de les identifier comme des disconnections. Elles sont caractérisées par leurs hauteurs et leurs vecteurs de Burgers. Des expériences de traction in-situ en MET montrent que des dislocations du réseau se décomposent dans le joint, suggérant un mécanisme possible de création de ces disconnections. Les réactions de décomposition les plus probables ont été analysées pour déterminer la nature des disconnections produites. Les disconnections produites ayant des hauteurs de marches faibles et de faibles Vecteurs de Burgers, si elles sont supposées mobiles, sont caractérisées par des facteurs de couplage en bon accord avec les facteurs de couplage mesurés expérimentalement. La migration des joints de grain couplée au cisaillement est étudiée par simulation atomistique dans un bicristal de Cuivre contenant un joint de grains symétrique S13<001>{320}. Le chemin de moindre énergie lors de la migration est déterminé en utilisant la méthode Nudged Elastic Band. L'évolution du joint de grains lors de sa migration montre la nucléation et le déplacement des marches, identifiées comme des disconnections, en bon accord avec les résultats expérimentaux. La barrière d'énergie pour la nucléation des disconnections est environ 11 fois plus élevée que le barrière d'énergie pour leur déplacement. Ainsi, en l'absence de disconnection pré-existante dans le joint, la nucléation des disconnections est l'étape limitante de la migration du joint de grains couplée au cisaillementContrary to conventional coarse-grained metals where plastic deformation is carried out by intragranular dislocation motion, specific grain boundary-based mechanisms are involved in deformation of nanocrystalline metals. Among them, the shear-coupled grain boundary migration, i. E. The motion of the grain boundary perpendicular to its plane in response to a shear strain, has been found to be efficient to accommodate the deformations observed in several small-grained metals and under different mechanical solicitations. Despite many experimental and theoretical efforts in recent years, the elementary mechanisms of the shear-coupled grain boundary migration are still poorly known. The major purpose of the present work is thus to investigate these elementary processes both experimentally by transmission electron microscopy (TEM) and theoretically by atomistic simulations. In-situ TEM straining experiments on Al bicrystal at 400C show the migration of a S41<001>{540}grain boundary by the collective motion of macro-steps moving along the interface. These macrosteps are characterized by measuring the deformation (related to the coupling factor) that they induce by their motion. This deformation can include both parallel (shear-coupled migration) and perpendicular (involving climb) components to the interface. Moreover, different macrosteps carry different deformations indicating the multiplicity of the possible coupling modes for a given grain boundary. Moving elementary steps, presumably composing the macro-steps are also observed in the grain boundary. By high resolution TEM (HRTEM) observations the elementary steps are identied as disconnections and are characterized by their step heights and Burgers vectors. The TEM in-situ straining experiments at ambient and 400C show also the rapid decompositions of lattice dislocations in the grain boundary, suggesting a possible mechanism for the creation of disconnections. The possible decomposition reactions are hence considered in order to determine the nature of the produced disconnections. The disconnections with small step heights and Burgers vectors and small climb components are thought to be mobile and the potential deformation that they would carry is in agreement with the experimentally measured coupling factors. The shear-coupled grain boundary migration is studied by atomistic simulation in a Cu bicrystal containing a symmetrical S13<001>{320} grain boundary, at 0 K. The minimum energy path (MEP) of the grain boundary migration is determined by the Nudged Elastic Band (NEB) method. The structural evolution of the grain boundary along the MEP shows that the grain boundary migration occurs through the nucleation and motion of grain boundary steps, identified as disconnections, in agreement with experimental observations. The energy barrier for the nucleation of the disconnections is found to be about 11 times larger than the energy barrier for their motion. Hence, in the absence of pre-existing disconnections in the grain boundary, the nucleation of the disconnections is the limiting step of the shear-coupled grain boundary migration
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TORRENT, MARC. "Etude numerique de la structure atomique et electronique de quelques joints de grains du silicium." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066712.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution a l'etude theorique des defauts etendus dans les materiaux covalents. L'etude concerne particulierement les joints de grains de flexion du silicium, choisi comme materiau modele. Le modele de calcul fait appel a l'approximation des liaisons fortes autocoherentes. Il est utilise dans le cadre de deux techniques de calculs : la technique de la matrice densite dont la charge est lineaire avec le nombre d'atomes, la technique de diagonalisation du hamiltonien developpee dans le reseau reciproque. Des parametres du modele pour un calcul d'energie totale ont ete ajustes de maniere a reproduire la structure electronique du silicium et a assurer la transferabilite de ses proprietes cristallines et mecaniques. Un nouveau type de conditions aux limites est propose et valide. L'usage de ces conditions, anti-periodiques ou a la mobius, specialement adaptees aux joints de grains, n'implique aucune approximation supplementaire et permet d'economiser un facteur deux dans les calculs. Ainsi adapte, le modele est utilise pour l'etude du joint sigma 25 001 (710). Les calculs montrent la possibilite pour ce joint d'adopter, pour un faible surcout energetique, plusieurs variants superposes le long de son axe avec des fautes de recostruction structurelles locales generatrices d'etats electroniques dans la bande interdite. Ceci confirme les observations experimentales. Une etude analogue est menee pour le joint sigma 13 001 (510). Afin de comparer l'acitivite electrique structurale des joints precites a celle induite par des impuretes, des parametres d'energie totale pour la liaison silicium-nickel sont ajustes et utilises dans quelques calculs preliminaires. Enfin, une etude energetique des deux variants du joint sigma 11 011 (2-33) est effectuee. Le resultat est contraire a celui obtenu jusqu'ici a l'aide de divers potentiels phenomenologiques.
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Dang, Mau-Chien. "Comportement rhéologique, percolation et endommagement de matériaux à joints de grains visqueux, solides ou liquides." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0083.
Full textAbstract:
Nous avons entrepris une etude systematique sur le comportement rheologique, la percolation et l'endommagement de materiaux contenant la phase intergranulaire eutectique. Cette etude a ete realisee a des temperatures englobant la temperature de fusion de la phase eutectique en vue d'obtenir deux types de joints: solide ou liquide. Tout au long de cette etude, nous nous sommes attaches a comparer le comportement du materiau a joints solides visqueux a celui du materiau a joints liquides. Un modele morphologique des grains avec des poches liquides a ete propose, ce qui permet de determiner la fraction volumique de l'interphase. Le comportement du materiau peut etre presente dans un diagramme de type ashby en prenant en compte la nature des joints de grains. Le mecanisme de dissolution-diffusion-precipitation du a la contrainte normale est important lorsque l'interphase est liquide. Ceci provoque une croissance de la surface des contacts entre les grains lors des essais en compression, notamment en compression triaxiale. L'etude de la percolation de la phase intergranulaire montre que cette percolation est provoquee par le gradient de la contrainte locale et depend de la viscosite de l'interphase. L'endommagement se produit dans les joints solides visqueux ou liquides et depend de la contrainte locale en traction s'exercant sur ces joints. Cette contrainte en traction peut etre compensee par la pression effective au cours de deformation en compression triaxiale, ce qui reduit l'endommagement. Comme la percolation est un mecanisme d'accomodation, moins il y a de liquide, plus la percolation est difficile et plus l'endommagement est important
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Vaugeois, Antoine. "Modélisation de l'influence de la structure des joints de grains sur les phénomènes de ségrégation." Thesis, Normandie, 2017. http://www.theses.fr/2017NORMR096/document.
Full textAbstract:
La présente étude porte sur la modélisation de la structure des joints de grains (JG) et sur les phénomènes de ségrégation. Dans les matériaux polycristallins, la ségrégation aux joints de grains a des conséquences importantes sur leurs propriétés structurelles et fonctionnelles : glissement intergranulaire, corrosion intergranulaire et modification des propriétés mécaniques. Ce phénomène devient particulièrement important pour les matériaux irradiés où la ségrégation intergranulaire induite par irradiation peut conduire à une modification locale de la composition des joints de grains et par conséquent, à une évolution parfois néfaste des propriétés macroscopiques de ces matériaux. Dans ce manuscrit, nous nous sommes focalisés sur le développement de la méthode des quasiparticules pour pouvoir modéliser ce phénomène dans des systèmes binaires. La méthode des quasi-particules est un modèle continu qui permet de modéliser les phénomènes physiques à l’échelle atomique. Un des avantages est lié à la possibilité de modéliser les déplacements des atomes dans l’espace continu, tout en permettant de modéliser des transitions diffusives s’étalant sur des temps longs. Dans ce travail la méthode des quasi-particules a été appliquée pour étudier la ségrégation du phosphore aux JG. Le lien entre les différentes structures des JG et la concentration du phosphore aux JG a été établi. Pour modéliser les phénomènes qui ont lieu aux JG dans les matériaux irradiés le modèle des quasi-particules a été développé pour pouvoir inclure des lacunes ou des auto-interstitiels puis décrire leurs cinétiques. Ensuite la diffusion et l’annihilation des lacunes (ou des auto-interstitiels) aux JG ont été modélisées. Il a été montré que lorsque la force de puits du JG est assez importante, les lacunes diffusent vers les JG et des cavités se forment aux JG en ayant une forme allongée, ce qui concorde avec les données expérimentales. Le modèle des quasi-particules a été également appliqué pour étudier la croissance des grains dans un polycristalThis thesis focuses on the modeling of grain boundaries (GB) structure and segregation phenomena. Segregation at GB in polycrystalline materials can have profound consequences on structural and functional properties : intergranular slipping, intergranular corrosion and mechanical properties. Segregation becomes really important in irradiated materials where radiation-induced segregation can change th local composition of GB and sometimes impact the macroscopic properties of materials. In this work, the quasi-particles approach is developed to model these phenomena in binary systems. The quasi-particles approach is a continuous model able to model physical phenomena at atomic scale. One of the insight of this model is the capability to simulate atomic displacement in continuum space and diffusive transitions at mesoscale. In this work, the quasi-particles approach is used to study phosphorus segregation at GB. The link between GB structure and phosphorus concentration is highlighted. Next, vacancies or self-interstitial are introduced into the quasi-particles approach to model some specific phenomena which occur in irradiated materials. In particular, the diffusion and annihilation of vacancies (or self-interstitials) at GB could be modeled. When sink strength of GB is large enough, vacancies diffuse to GB and create voids with elongated shape, consistantly with experimental observation. Finally, the quasi-particles approach is used to study grain growth in polycrystalline materials
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Vystavel, Tomas. "Structure de joints de grains dans des bicristaux de molybdène et mouillage de ces joints par du nickel : étude expérimentale par microscopie électronique." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10091.
Full textAbstract:
La structure de joints de grains de flexion d'axe 110 dans le molybdene et les phenomenes de mouillage de ces joints par le nickel, ont ete etudies. Nous avons utilise des bicristaux de caracteristiques cristallographiques bien definies qui correspondent a des energies de joint differentes et donc a des proprietes differentes. Trois types de bicristaux d'angle differents ont ete observes : les macles coherente et incoherente et un joint de coincidence particuliere (sigma = 11). Les observations experimentales ont ete faites principalement en microscopie electronique conventionnelle, a haute resolution et par spectroscopie de pertes d'energie des electrons. Pour chaque type de bicristal, la structure du reseau de dislocations secondaires a ete determinee par microscopie conventionnelle et par diffraction electronique et interpretee dans le cadre de la theorie de bollmann. Certaines de ces dislocations ont ete observees en haute resolution et leur champ de deformation elastique calcule. La structure a l'echelle atomique de chacun des bicristaux purs a ete determinee par haute resolution. Les resultats sont en tres bon accord avec ceux calcules par simulation numerique, notamment la structure des unites structurales qui composent les differents joints. Les translations rigides paralleles et perpendiculaires au plan de joint ont ete mesurees. Les experiences de mouillage par le nickel ont ete faites a deux temperatures (1350 et 1380 degres c). Selon l'energie du joint, il se forme soit des precipites isoles de phase mo-ni, soit une couche de mouillage tres mince (1nm) et continue le long du joint. La comparaison entre les differents bicristaux montre que le joint de faible energie ne presente pas de mouillage sauf au cur des dislocations secondaires, alors que le joint de forte energie est beaucoup plus fortement mouille. De plus, a la temperature de 1380 degres c, ce joint migre vers une position asymetrique.
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Derraz, Younes. "Etude par diffraction des rayons X des contraintes dans des matériaux à gros grains et des bicristaux." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT021G.
Full textAbstract:
La diffraction des rayons x permet des mesures tres localisees et tres precises. En mettant un echantillon polycristallin sous un regime de contraintes connues, cette qualite de la diffraction de rayons x a ete exploitee pour etudier la reponse d'un grain et de sa macle. Les tenseurs complets des contraintes de ceux-ci ont ete determines. Nous avons montre que contrairement a celui du grain, le comportement mecanique de la macle ne peut etre decrit par un modele supposant un tenseur constant. L'hypothese d'un tenseur variant lineairement en fonction de la distance au plan du maclage est mieux adaptee. Une etude similaire a ete menee sur un echantillon de nickel bicristallin pour mieux saisir le role du joint de grain dans le comportement mecanique. Dans le meme objectif, sur un autre systeme bicristallin, nous avons etudie par interferometrie optique l'evolution du profil de deformation des 2 monocristaux au voisinage du joint de grain. L'angle d'ouverture de ce dernier varie lineairement en fonction de la contrainte appliquee
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Amanrich, Hélène. "Origine et caractérisation des centres recombinants aux joints de grains de bicristaux et multicristaux de silicium." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30014.
Full textAbstract:
Nous avons determine les caracteristiques electriques et photoelectriques des centres de recombinaison associes au joint de grains dans le silicium polycristallin brut de fabrication et apres que le materiau ait ete recuit a differentes temperatures. Nous avons utilise les techniques l. B. I. C. , e. B. I. C. , s. I. M. S. Et d. L. T. S. Pour evaluer la vitesse de recombinaison interfaciale s des joints de grains ainsi que l'energie, la section efficace de capture et la densite des centres de recombinaison. De plus, nous avons pu evaluer les longueurs de diffusion des porteurs minoritaires pres des joints et dans les grains. Les materiaux etudies sont des bicristaux prepares par tirage czochralski et des multicristaux a gros grains contenant des joints generaux et des dislocations. Les resultats montrent que l'activite recombinante des joints augmente au cours des traitements thermiques et que les durees et les temperatures requises suggerent qu'un diffuseur lent comme l'oxygene soit capture par le joint de grains. Nous avons introduit volontairement une impurete metallique (l'or) pour verifier son influence sur les joints de grains lorsque les echantillons sont bruts ou prealablement recuits. Il apparait que la presence d'or dans les grains et aux joints a pour effet de neutraliser partiellement les centres de recombinaison crees dans les grains et aux joints au cours des recuits prealables, ce qui pourrait se comprendre par la segregation des atomes metalliques par les precipites. Les joints de bicristaux et des multicristaux reagissent de la meme facon et seule l'influence des dislocations les differencie
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Poisson, Christophe. "Diffusion et ségrégation de l'or dans le silicium polycristallin." Aix-Marseille 3, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX30059.
Full textAbstract:
CETTE ETUDE CONCERNE LA DIFFUSION DE 195Au DANS DU SILICIUM POLYCRISTALLIN ET L'EVOLUTION DE LA COMPOSITION CHIMIQUE SUPERFICIELLE DES SYSTEMES Au(film)/Si(monocristallin) ET Si(film)/Au(polycristallin). ON OBSERVE: I) A T > 900°C, DES COEFFICIENTS DE DIFFUSION EN ACCORD AVEC CEUX MESURES DANS LE SILICIUM MONOCRISTALLIN AYANT UNE TRES FORTE DENSITE DE DISLOCATIONS (N. STOLWIJK, 1986) ; II) A T < 900]C, DES PROFILS DE PENETRATION NON ANALYSABLE PAR LES SOLUTIONS CLASSIQUES DES EQUATIOINS DE FICK. LA PREMIERE PARTIE DE CES PROFILS CONDUIT A DES COEFFICIENTS INFERIEURS A CEUX EXTRAPOLES DES HAUTES T ; III) POUR LES DEUX SYSTEMES ETUDIES PAR S. E. A. UNE SEGREGATION DE SI A LA SURFACE. LES RESULTATS SONT INTERPRETES PAR UN MODELE SUPPOSANT: I) QUE L'EQUILIBRE DES ESPECES DIFFUSANTES N'EST PAS ETABLI A CERTAINES TEMPERATURES, II) UNE SEGREGATION DE L'OR AU VOISINAGE DES DEFAUTS ETENDUS, III) UN TRANSPORT DE L'OR NON ACCELERE LE LONG DES DEFAUTS ETENDUS. CE MODELE I) EXPLIQUE TOUS LES PROFILS DE PENETRATION, II) CONDUIT A UNE EVOLUTION DES COEFFICIENTS DE DIFFUSION DE L'OR DE TYPE ARRHENIUS ENTRE 551C ET 1256C, III) S'APPLIQUE A TOUS LES SOLUTES RAPIDES QUI DIFFUSENT PAR LE MECANISME KICK-OUT (PT, S, ZN, AU)