Les défauts cristallins - publié le 22/05/2006

Résumé du document

Une structure cristalline est vue comme une répétition de motifs identiques à l'infini, répartis selon le matériau. En fait, il faut savoir que les matériaux sont souvent composés d'imperfections, dus aux mauvais arrangements des atomes dans la structure. Ces imperfections altèrent les propriétés du matériau lui-même selon le type de défauts : ponctuel, linéaire, et plan.
Les défauts ponctuels concernent les lacunes, la présence d'un atome du réseau entre les atomes (défauts interstitiels), la présence d'un atome étranger entre les atomes du réseau (solution solide interstitielle), et la présence d'un atome étranger à la place d'un atome du réseau (solution solide de substitution). La production de ces défauts ponctuels se fait par trempe, par écrouissage, par irradiation ou implantation.
Les défauts linéaires sont des dislocations qui résultent d'une perturbation de la structure centrée autour d'une ligne ou d'une rangée réticulaire...

Extraits

[...] L'irrégularité caractérisant l'arrangement des atomes et le nombre de liaisons atomiques au voisinage des joints de grains n'affaiblit pas les matériaux polycristallins, car il existe des forces de cohésion à l'intérieur et de chaque côté des joints. De plus, la densité d'un échantillon de matériau polycristallin est presque la même que celle d'un monocristal du même matériau. On a donc vue qu' il existe différents types de joint : -Les joints de flexion, -Les joints de torsion, -Les joints mixtes Les joints de flexion Ils sont surtout connus sous le nom de joints de polygonisation. [...]

[...] Ce dernier est un plan cristallographique et il est commun aux deux grains. Dans le cas des métaux hexagonaux, ces joints sont formés par rotation autour d'un axe. La géométrie des lignes de dislocations qui les composent est dans le cas idéal un réseau hexagonal, formé par un ensemble de dislocations vis. Cf.Figure Joints mixtes On rencontre très souvent des joints mixtes, à la fois de flexion et de torsion. Cela provient du fait que l'accolement des grains voisins ne se fait qu'exceptionnellement suivant des plans précis et avec rotation autour d'un seul axe perpendiculaire ou parallèle à ces plans. [...]

[...] Ce qui fait qu'elles sont retenues à l'intérieur du cristal. Cette méthode ne produit qu'un seul type de défaut atomique, les lacunes, à l'exclusion d'auto- interstitiels et de dislocations. Mais, en fait, on produit également une portion non négligeable de bilacunes. On utilise alors les recuits isothermes pour mesurer l'énergie d'activation caractéristique de l'enthalpie de migration. A la température de recuit, ces lacunes, en sursaturation s'éliminent en migrant vers les surfaces, les joints de grains et plus généralement les puits, c'est à dire, les sites où les lacunes peuvent s'annihiler. [...]

[...] KURZ MERCIER ZAMBELLI Introduction à la science des matériaux (Traité des Matériaux, vol. - éd., Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne LANDOLT - Corrosion et Chimie des Surfaces des Métaux (Traité des Matériaux, vol.1) - Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne LOUMAID Contribution à l'étude des défauts dans les solides moléculaire : cas du naphtalène monoatomique figure d'attaque hétérodiffusion du naphtol- MARTIN (J.-L.) - Dislocations et plasticité des cristaux - Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausannes MARTIN (J.L. GEORGE - Caractérisation expérimentale des matériaux II (Traité des matériaux vol. [...]

[...] Pour des raisons de simplicité, nous traiterons l'exemple du cubique à faces centrées. Dans la structure cubique à face centrée par exemple, l'empilement est du type ABC ABC Les plans de sphères sont du type {111}. Cela étant, on voit qu'une faute d'empilement comme AB ABC ne produit pas de distorsion du cristal. En outre le caractère compact de l'empilement étant conservé, seules des perturbations à partir du deuxième voisin interviennent pour les atomes situés dans le plan de faute. [...]