defaut cristallin

Question 1

lacune

Answer 1

absence d’un atome au nœud du réseau. Elles sont nécessaires pour un certain nombre de propriétés, en particulier la diffusion d’autres éléments à l’intérieur : elles vont servir de pièges pour que des éléments puissent se déplacer.

Question 2

auto interstitiel

Answer 2

atome identique qui s’est déplacé de sa position normale et qui s’est inséré dans un site du réseau.

Question 3

atome en substitution

Answer 3

atome chimique qui occupe un des nœuds du réseau. Il aura une taille supérieure et va donc comprimer les atomes autour

Question 4

en insertion

Answer 4

petit atome qui occupe un des sites définis par les atomes hôtes du réseau. En effet, la compacité maximale est de 74%. Il reste donc 26% de vide qui peut être comblé par l’insertion d’un petit atome.

Question 5

csq atome sub et insertion

Answer 5

Les atomes en substitution et en insertion créent des champs de contraintes (zones roses sur l’image ci- dessous). Ce sont des endroits où les atomes du réseau sont comprimés ou distendus. Le champ de contrainte augmente l’énergie libre (interne) du matériau. Ces matériaux auront donc généralement une meilleure résistance.

Question 6

Défauts ponctuels dans les réseaux ioniques

Answer 6

Les cristaux ioniques sont électriquement neutres (autant de + et de -). Il faudra donc imaginer les défauts ponctuels par PAIR. En effet, s’il y a une lacune cationique, il y aura une lacune anionique, de façon à toujours respecter l’électroneutralité du cristal.
* Défaut de Shottky (NaCl) : association lacune anionique + lacune cationique
* Défaut de Frenkel (Agl) : association d’un cation en interstitiel + une lacune

Question 7

Effets des défauts ponctuels

Answer 7

• Les lacunes participent au phénomène de diffusion
• Les défauts de Schottky et Frenkel participent à la conductibilité des cristaux ioniques

Question 8

image latente

Answer 8

image « en devenir » présente sur un film exposé mais pas encore développée. L’image latente résulte de l’action de la lumière ou de RX sur une couche photosensible qui provoquera la formation ultérieure d’une image photographique, généralement sous l’effet d’un révélateur.

Question 9

Dislocations

Answer 9

*
Ce sont des défauts très importants, qui touchent les plans. En effet, dans le cristal parfait il existe une suite de plans parallèles les uns par rapport aux autres (cf. cours précédent). En réalité, il n’y a pas cette succession de plans parallèles, il y a plutôt un certain nombre de défauts.

Question 10

2 types dis

Answer 10

Dislocation-coin : demi-plan inséré comme un effet de coin dans le plan. La ligne de dislocation est la base
du demi-plan supplémentaire. Elle est perpendiculaire à la ligne de dislocation.

Dislocation-vis : on tourne autour d’un axe. La ligne de dislocation est l’axe de la dislocation-vis. Elle est parallèle à la ligne de dislocation.

Question 11

Caractérisation des dislocations

Answer 11

Une dislocation est caractérisée par son vecteur de Burgers « b ».

• Le matériau a une dislocation-coin, avec un demi-plan supplémentaire. En faisant le même parcours en partant du point A, on arrive à un point B où il reste la valeur d’une distance inter réticulaire (distance normale entre des plans parallèles). Il s’agit du vecteur de Burgers « b ». Le vecteur est perpendiculaire à ligne de dislocation.
• Sur la figure (c), il s’agit d’une dislocation-vis. Il y a défaut de fermeture du trajet avec un vecteur de Burger de valeur « b ». Le vecteur parallèle à la ligne de dislocation qui est l’axe de la vis

Question 12

valeur dislocation

Answer 12

cm/cm3

Question 13

Déformations plastiques : dislocations
lie a

Answer 13

Elle sont liées au déplacement des dislocations sous l’effet de contraintes extérieures : le glissement des plans denses les uns par rapport aux autres et selon les directions denses.

Question 14

liaison et dislocation

Answer 14

Le type de liaison intervient dans la dislocation : en effet, ce phénomène existe dans les métaux car les liaisons métalliques sont délocalisées (électrons délocalisables) mais pas dans les céramiques aux liaisons covalentes car l’énergie est trop forte ce qui rend la dislocation impossible (exemple : l’assiette en céramique ne peut pas se tordre). Attention les dislocations existent dans les céramiques mais ne sont pas mobilisables.

Question 15

ductilite et fragilite

Answer 15

La ductilité est la propriété de pouvoir déformer plastiquement un matériau (métaux, alliages), la fragilité est l’inverse.

Question 16

multiplication dislocation

Answer 16

La multiplication des dislocations lors de la déformation d’un matériau conduit à des accumulations de dislocations à certains endroits du matériau et peut conduire à la formation de microfissures, puis de fissures et enfin la rupture (ductile) exemple : du trombone que l’on tord dans tous les sens.

Question 17

Joints de grains

Answer 17

Dans un cristal parfait, on aurait un grain avec une unique orientation, mais les métaux réels sont généralement constitués de nombreux cristaux (ou grains) séparés par des joints de grains. On les appelle polycristaux.
Dans un grain, des dislocations se déplacent et d’autres se forment mais elles sont très vite
arrêtées par les joints de grains : ils constituent des obstacles sur lesquels butent les
dislocations.
L’empilement des dislocations engendre une concentration de tension sur le joint d’autant plus importante que
l’empilement est grand.

Question 18

orientation et taille grain

Answer 18

Tous les grains n’ont pas la même orientation. De plus, la taille des grains joue sur la résistance des métaux, plus les grains sont petits et nombreux plus il y aura de joints de grains et donc moins la déformation plastique sera importante.

Question 19

csq joint de grain

Answer 19

▪ Les joints de grains gênent la mobilité des dislocations (ils constituent des obstacles) et augmentent donc la résistance à la déformation plastique. Ils jouent donc un rôle dans les propriétés mécaniques.

Question 20

Les macles : fautes d’empilement

Answer 20

Les macles sont des défauts dans l’ordre d’empilement des couches denses d’atomes. Ce sont des plans de
symétrie qui se forment lors de la cristallisation.
Ces macles sont à l’origine d’une augmentation de l’énergie du matériau, elles gênent la propagation des dislocations, donc augmentent la résistance à la déformation plastique.

Question 21

Les parois d’antiphase : défaut de discontinuité de l’ordonnancement

Answer 21

Elles séparent les domaines ordonnés dans les solutions solides ordonnées.
Le passage de l’alliage désordonné à l’alliage ordonné s’effectue à une température bien précise. Lorsque cette température est localement atteinte dans une partie du cristal, des domaines d’ordre se propagent : ces défauts de discontinuité de l’ordonnancement constituent les parois d’antiphases. Elles apparaissent alors naturellement lorsque différents domaines se rencontrent.
▪ Elles gênent la mobilite des dislocations donc augmentent egalement la resistance a la deformation plastique

Question 22

Les défauts tridimensionnels (dans les 3 directions de l’espace dans l’alliage)
a) Les inclusions

Answer 22

Ce sont des impuretés ou « saletés » provenant de l’élaboration (oxydes, sulfures…), elles sont non voulues car à l’origine de la fragilité de l’alliage.

Question 23

Les défauts tridimensionnels (dans les 3 directions de l’espace dans l’alliage)
Précipités

Answer 23

Cela correspond à la seconde phase de nature chimique différente, ils peuvent être voulus car ils augmentent la résistance mécanique de l’alliage. Ex : Ni3Al dans la matrice de NiCr.

Question 24

precipite coherent

Answer 24

• Précipité cohérent : continuité cristallographique avec la matrice, cohérence entre les plans de la matrice et les plans du précipité.
  Les lignes de dislocations vont traverser le précipité (si contrainte supérieure) et il y aura apparition du vecteur de Burgers (cisaillement par la ligne de dislocation

Question 25

precipite semi ou partiellement coherent

Answer 25

• Précipité semi ou partiellement cohérent : cohérence cristallographique que sur certains plans.

Question 26

precipite incoherent

Answer 26

• Précipité incohérent : aucune relation cristallographique avec la matrice.
  La ligne de dislocation est freinée lorsqu’elle arrive au niveau du précipité puis elle contourne le précipité en laissant une boucle seulement si elle subit une contrainte supérieure (boucle d’Orwan).
  􏰀.Les précipités gênent aussi la mobilité des dislocations donc augmentent également la résistance à la déformation plastique.