Article

1 - CONTEXTE

2 - DESCRIPTION GÉOMÉTRIQUE

3 - DESCRIPTION MÉCANIQUE : DISLOCATIONS INTRINSÈQUES

4 - STRUCTURE ATOMIQUE DES UNITÉS STRUCTURALES

5 - SIMULATIONS ET OBSERVATIONS ATOMISTIQUES

6 - STRUCTURE ÉLECTRONIQUE

7 - EN CONCLUSION

Article de référence | Réf : M4011 v1

Joints de grains - Théorie et expérimentation

Auteur(s) : Louisette PRIESTER, Jany THIBAULT-PENISSON

Relu et validé le 26 mars 2024

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RÉSUMÉ

Cet article est consacré aux joints de grain homophages, c’est-à-dire aux interfaces entre deux cristaux de même structure et de même composition, éléments majeurs de la microstructure d’un matériau. La théorie s’est affinée au cours du temps, elle conduit maintenant à une compréhension cohérente du phénomène par trois approches essentielles. Les outils de la bicristallographie permettent une description géométrique du joint de grain. Le recours aux déformations et contraintes locales peut en faire une description mécanique. A l’échelle du défaut cristallin, une description cette fois-ci atomique est possible.

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ABSTRACT

Grain boundaries - Theory and experimentation

This article is dedicated to grain boundaries at the interfaces between two crystals of the same structure and composition which are the major elements of the microstructure of a material. The theory has been refined over time and has led to a sound understanding of the phenomenon via three basic approaches. The tools of bicristallography allow for a geometric description of the grain boundary. A mechanical description can be obtained via the use of deformations and local constraints. An atomic description is possible at the scale of the crystal defect.

Auteur(s)

  • Louisette PRIESTER : Docteur en sciences physiques – Professeur émérite - Université Paris XI Orsay - ICMPE/UMR 7182 CNRS Thiais

  • Jany THIBAULT-PENISSON : Docteur en sciences physiques – Directeur de Recherches CNRS - IM2NP/UMR 6242 CNRS, Université Paul Cézanne Marseille

INTRODUCTION

Les joints de grains dans un matériau cristallin sont des interfaces homophases, c'est-à-dire situées entre deux cristaux de même structure et de même composition. Les interfaces hétérophases entre deux cristaux de structures différentes, ou appartenant à des matériaux différents, a priori plus complexes, ont donné lieu antérieurement à des approches qui leur sont spécifiques. Elles peuvent cependant être abordées avec les mêmes concepts et les mêmes outils que ceux utilisés pour les joints de grains.

Ainsi, cet article consacré aux interfaces homophases peut servir de base à la compréhension de tout type d'interface, et ce dans différents matériaux cristallins : métaux, céramiques, semi-conducteurs…

Les interfaces constituent des éléments majeurs de la microstructure d'un matériau et jouent un rôle primordial dans la plupart de ses propriétés d'emploi.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m4011


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BOLLMANN (W.) -   Crystal defects and crystalline interfaces (Défauts cristallins et Interfaces cristallines)  -  Springer Verlag, Berlin, 254 p. (1970).

  • (2) - SUTTON (A.P.), BALLUFFI (R.W.) -   Interfaces in Crystalline Materials (Interfaces dans les matériaux cristallins)  -  Clarendon Press, Oxford, 819 p. (1995).

  • (3) - PRIESTER (L.) -   Les joints de grains – De la Théorie à l’Ingénierie  -  Les Éditions de Physique, 484 p. (2006).

  • (4) - LARTIGUE (S.), L. PRIESTER (L.) -   Influence of doping elements on the grain boundary characteristics in alumina  -  Journal de Physique, 49, C5, p. 451-456 (1988).

  • (5) - MYKURA (H.) -   *  -  . – A checklist of cubic coincidence site lattice relations, in Grain Boundary Structure and Kinetics (Structure des joints de grains et cinétique), Ed. R.W. Balluffi, Pub. ASM, Metals Park Ohio, p. 445-456 (1980).

  • ...

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