Mécanismes élémentaires de plasticité des bcc

Thèse de Doctorat démarrée en 2014, Benjamin DOUAT

Contexte. Bien que étudiés depuis plus de 50 ans, les mécanismes élémentaires de la plasticité des matériaux cubiques à corps centré (b.c.c.) sont encore actuellement le sujet de nombreux débats et controverses, notamment concernant les plans de glissement des dislocations vis impliquées. Les observations microscopiques des traces de glissement des dislocations sont souvent incertaines (‘wavy’), ce qui suggèrent des changements fréquents de plans de glissement de type {110} et {112}. De nombreuses études par simulations atomistiques ont été réalisées pour comprendre les mécanismes élémentaires, mais sans avoir de comparaison expérimentale à l’échelle atomique.

Résultats. Des monocristaux de niobium {111} ont été déformés à différentes températures. La surface est observée par STM sous contrainte, éventuellement croissante (investigation in situ) afin de caractériser les traces ainsi générées. Le point-clé est que les traces de glissement peuvent dorénavant être directement référencées par rapport à la structure atomique associée. Il apparait que les traces présentent également un caractère ‘wavy’, même à l’échelle atomique, comme l »illustre la Figure ci-dessous. Les premiers résultats ne permettent pas en l’état de discriminer l’un ou l’autre des plans de glissement envisagées. Les analyses sont actuellement en cours afin de caractériser finement ces traces et en extraire le mouvement élémentaire des dislocations. Des expérimentations sont également en cours afin d’extraire l’organisation atomique autour du cœur des dislocations incriminées.

9_71-Z_v2 (2)

Figure 1: Traces de glissement à la surface d’un monocristal de Nb(111) déformé plastiquement à 5,5% (τ=68 MPa) à T= 200K . Deux de ces traces présentent un point d’arrêt, caractéristique de la présence des dislocations qui ‘plongent’ dans le volume.

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