Claude ESLING

De nombreux matériaux technologiques et solides naturels présentent une structure polycristalline ou au moins partiellement cristalline. Connaissez-vous les propriétés de ces matériaux (texture, fonction de densité), ainsi que les méthodes utilisées pour l’analyse de leur orientation cristallographique ? La diffraction de Kikuchi est devenue un outil précieux de caractérisation des microstructures.

L’étude des structures et la connaissance de leurs paramètres permettent d’anticiper les propriétés des matériaux polycristallins. Découvrez la définition des textures et des grandeurs qui y sont reliées, ainsi que les méthodes conduisant à leurs déterminations expérimentales.

Découvrez l’influence de l’orientation cristalline sur les propriétés des matériaux, c’est-à-dire l'effet dû à la texture et aux grandeurs texturales d’ordre élevé. Les propriétés anisotropes des matériaux polycristallins sont considérées comme les valeurs moyennes des propriétés des monocristaux.

L'intérêt technologique de l'analyse de texture des matériaux polycristallins est principalement dû à l'anisotropie macroscopique qui résulte d'orientations préférentielles des cristallites. Cet article étudie les procédés qui permettent d'imprimer une texture dans un matériau industriel, notamment la déformation plastique qui a lieu au cours de la mise en forme, la recristallisation primaire destinée à développer, souvent, une forte composante cube et la transformation de phase, illustrée sur un acier micro-allié de haute résistance (HSLA) coulé en bande mince. Le développement de matériaux avec des textures adaptées sur mesure permettra, ultérieurement, d'optimiser les textures en vue d'atteindre les propriétés d'utilisation de plus en plus exigeantes visées pour ces matériaux.

La texture cristallographique des matériaux polycristallins est la statistique des orientations de la population des cristallites individuelles. Dans les mesures de diffraction polycristalline qui étaient le plus couramment utilisées, l’information sur les coordonnées de position était perdue. Au cours de la première décennie du XXI^e siècle, des techniques de microscopie 3D en rayonnement synchrotron ont été développées, elles donnent la cartographie d’orientation 3D avec une excellente résolution spatiale et angulaire. En microscopie électronique à balayage, la cartographie d’orientation 2D, puis 3D par la technique du microscope à double faisceau et les coupes sériées, permet également d’inclure les informations de corrélations spatiales. La cartographie d’orientation 2D en microscopie électronique à transmission est appliquée avec des protocoles automatisés à des microstructures à l’échelle nanométrique. Enfin, des méthodes d’exploitation du spectre en diffraction polycristalline RX et neutrons ont été développées sous le nom d’analyse combinée, donnant à la fois les phases cristallines, les textures, les tailles de grains et les contraintes résiduelles.