Etude par diffraction des rayons X des contraintes dans des matériaux à gros grains et des bicristaux PDF Download
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LA DIFFRACTION DES RAYONS X PERMET DES MESURES TRES LOCALISEES ET TRES PRECISES. EN METTANT UN ECHANTILLON POLYCRISTALLIN SOUS UN REGIME DE CONTRAINTES CONNUES, CETTE QUALITE DE LA DIFFRACTION DE RAYONS X A ETE EXPLOITEE POUR ETUDIER LA REPONSE D'UN GRAIN ET DE SA MACLE. LES TENSEURS COMPLETS DES CONTRAINTES DE CEUX-CI ONT ETE DETERMINES. NOUS AVONS MONTRE QUE CONTRAIREMENT A CELUI DU GRAIN, LE COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA MACLE NE PEUT ETRE DECRIT PAR UN MODELE SUPPOSANT UN TENSEUR CONSTANT. L'HYPOTHESE D'UN TENSEUR VARIANT LINEAIREMENT EN FONCTION DE LA DISTANCE AU PLAN DU MACLAGE EST MIEUX ADAPTEE. UNE ETUDE SIMILAIRE A ETE MENEE SUR UN ECHANTILLON DE NICKEL BICRISTALLIN POUR MIEUX SAISIR LE ROLE DU JOINT DE GRAIN DANS LE COMPORTEMENT MECANIQUE. DANS LE MEME OBJECTIF, SUR UN AUTRE SYSTEME BICRISTALLIN, NOUS AVONS ETUDIE PAR INTERFEROMETRIE OPTIQUE L'EVOLUTION DU PROFIL DE DEFORMATION DES 2 MONOCRISTAUX AU VOISINAGE DU JOINT DE GRAIN. L'ANGLE D'OUVERTURE DE CE DERNIER VARIE LINEAIREMENT EN FONCTION DE LA CONTRAINTE APPLIQUEE
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LA DIFFRACTION DES RAYONS X PERMET DES MESURES TRES LOCALISEES ET TRES PRECISES. EN METTANT UN ECHANTILLON POLYCRISTALLIN SOUS UN REGIME DE CONTRAINTES CONNUES, CETTE QUALITE DE LA DIFFRACTION DE RAYONS X A ETE EXPLOITEE POUR ETUDIER LA REPONSE D'UN GRAIN ET DE SA MACLE. LES TENSEURS COMPLETS DES CONTRAINTES DE CEUX-CI ONT ETE DETERMINES. NOUS AVONS MONTRE QUE CONTRAIREMENT A CELUI DU GRAIN, LE COMPORTEMENT MECANIQUE DE LA MACLE NE PEUT ETRE DECRIT PAR UN MODELE SUPPOSANT UN TENSEUR CONSTANT. L'HYPOTHESE D'UN TENSEUR VARIANT LINEAIREMENT EN FONCTION DE LA DISTANCE AU PLAN DU MACLAGE EST MIEUX ADAPTEE. UNE ETUDE SIMILAIRE A ETE MENEE SUR UN ECHANTILLON DE NICKEL BICRISTALLIN POUR MIEUX SAISIR LE ROLE DU JOINT DE GRAIN DANS LE COMPORTEMENT MECANIQUE. DANS LE MEME OBJECTIF, SUR UN AUTRE SYSTEME BICRISTALLIN, NOUS AVONS ETUDIE PAR INTERFEROMETRIE OPTIQUE L'EVOLUTION DU PROFIL DE DEFORMATION DES 2 MONOCRISTAUX AU VOISINAGE DU JOINT DE GRAIN. L'ANGLE D'OUVERTURE DE CE DERNIER VARIE LINEAIREMENT EN FONCTION DE LA CONTRAINTE APPLIQUEE
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Une nouvelle méthodologie d'analyse monocristalline par diffraction des rayons X (DRX) a été développée pour combler une lacune de l'analyse des contraintes d'ordre II (à l'échelle du grain) dans un matériau cristallin à structure non cubique. Cette méthode est basée sur la méthode d'Ortner I en introduisant le tenseur métrique qui lie le tenseur des déformations et les distances inter réticulaires mesurées par DRX. Avec cette nouvelle méthodologie, lorsque le repère cristallin direct n'est ni nécessairement orthogonal ni nécessairement normé, un repère orthonormé associé au repère cristallin direct est défini, où la majorité des calculs sont exécutés avec les règles de calcul usuelles. La méthode des moindres carrés nous permit de prise en compte de plus de 6 mesures minimum pour obtenir une meilleure estimation de G et déterminer les incertitudes statistiques. L'application expérimentale dans un bi cristaux cuivre nous a permit d'avoir validé cette nouvelle méthode. Par cette méthode, des contraintes résiduelles d'ordre II dans une couche galvanisé à gros grains sur l'acier sont déterminées après un traitement thermique de recuit. Les 4 grains orientés différemment sont été aussi quantitativement caractérisés in situ sous une sollicitation extérieure. Les résultats ont bien démontré le mécanisme de déformation élastique et plastique à l'échelle des grains et entre les grains. Par conséquent, cette méthode développée est donc adaptable et significative pour détermination des déformations et des contraintes à l'échelle des grains dans un monocristaux ou multicristaux à cristalline structure quelconque.
Author: J.M. Bijvoet Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461568781 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 493
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In the Preface to Early Papers on Diffraction of X-rays by Crystals Volume I (containing Chapters I-V and published in 1969), the history and planning of the complete book were outlined. The publication in two separate and consecutive volumes was merely a matter of management; the compilation of both volumes was done at the same time. There is a distinct difference in subject-matter between both volumes: Volume I contains the fundamentals of the theory, while Volume II treats the practical development of the 'trial' -method and the genesis and first applications of the Fourier method. In the period covered by Early Papers (1912-1935), the trial method leads to the successful conquest of structures with up to a hundred parameters. We conclude the book with Patterson's discovery (1934) of the p2-series as described in his second, more detailed and extended paper of 1935. With this method the apparatus was completed which led to the present undreamt-of successes of the Fourier method in the field of organic chemistry. We have considered the inclusion of Robertson's famous synthesis of the structure of phtalocyanine (1936). However, we decided that its proper place would be at the beginning of a book which, no doubt, will appear one day, describing this later period. Considerations of space caused us to give up the chapter on Texture planned at first.
Author: Albert Tidu Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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CETTE ETUDE PRESENTE LES TRAVAUX REALISES GRACE A UN DETECTEUR COURBE DANS LE CADRE D'ANALYSES CLASSIQUES DE DIFFRACTION DES RAYONS X. L'INTRODUCTION DE CRITERES EXPERIMENTAUX PERMET UNE UTILISATIN RATIONNELLE DE CE DETECTEUR. NOUS PROPOSONS UNE EXPRESSION SIMPLIFIEE DES FONCTIONS DE PEARSON VII ASYMETRIQUES POUR LE LISSAGE ET LA SEPARATION DE PROFILS DE RAIES DE DIFFRACTION X. NOUS INTRODUISONS DES TECHNIQUES D'ANALYSE ADAPTEES AUX MATERIAUX A GROS GRAINS LORS DE LA MESURE DES CONTRAINTES RESIDUELLES (INTEGRATION DISCONTINUE ET FILTRAGE NUMERIQUE DES RAIES DE DIFFRACTION). NOUS DEVELOPPONS ET ETENDONS LE PRINCIPE DES FIGURES DE POLES AUX CARACTERISTIQUES DES RAIES DE DIFFRACTION (NOTION D'INDICATRICE). GRACE A CELLES-CI NOUS OBTENONS DES RELATIONS FORMELLES ENTRE LA TAILLE DES DOMAINES DE DIFFRACTION COHERENTE ET LA MICRO-DEFORMATION. LES DISTRIBUTIONS DE L'INTENSITE DIFFRACTEE EN FONCTIN DU FACTEUR DE FORME DU PROFIL DE RAIE DE DIFFRACTION X MONTRE QU'IL REPRESENTE, COMBINE AVEC LES VARIATIONS DE LA LARGEUR A MI-HAUTEUR, UNE VARIABLE ADEQUATE POUR LA DESCRITION DES MATERIAUX POLYCRISTALLINS DEFORMES. DANS LE CADRE D'HYPOTHESES GENERALEMENT ADMISES, LES RELATIONS MICRO-CONTRAINTE/TAILLE DES DOMAINES DE DIFFRACTION COHERENTE RAPPELLENT LES DIVERSES FORMES DE LA RELATION DE HALL-PETCH. L'ETUDE DES OSCILLATIONS DES GRAPHES RELATANT LES VARIATIONS DE LA DEFORMATION EN FONCTION DE LA DIRECTION DE MESURE PRECISE LE CARACTERE PREDOMINANT DES CARACTERISTIQUES MICROSTRUCTURALES. CE TRAVAIL MONTRE D'UNE FACON GENERALE QUE L'ANALYSE DES MATERIAUX POLYCRISTALLINS PEUT ETRE SIGNIFICATIVEMENT AMELIOREE PAR L'UTILISATION ET LA CONSTRUCTION D'INDICATRICES QUI REFLETENT L'ANISOTROPIE DU MILIEU POLYCRISTALLIN.
Author: Alan Braslau Publisher: EDP Sciences ISBN: 2759832376 Category : Science Languages : fr Pages : 574
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Les cristaux liquides sont des substances qui présentent un ou plusieurs états de la matière intermédiaires entre le solide cristallin et le liquide usuel. Ces états cristaux-liquides se caractérisent par les organisations spécifiques à l’échelle microscopique de leurs constituants : molécules, polymères, nanoparticules... Les cristaux liquides se retrouvent fréquemment dans la vie courante, par exemple dans les dispositifs d’affichage, détergents, matériaux composites, structures biologiques. Ils font l’objet d’une recherche active dont l’un des buts est de déterminer leur structure pour les identifier. Ces études structurales sont le plus souvent effectuées par diffusion de rayonnements, en particulier de rayons X. C’est cette diffusion de rayons X qui fait l’objet de cet ouvrage, qui comporte deux tomes. Le premier tome présentait une introduction aux notions fondamentales de diffusion de rayonnement et décrivait en détail l’état cristal-liquide le plus courant, appelé « nématique ». Ce second tome est consacré à des états cristaux-liquides plus ordonnés dans lesquels les constituants possèdent, outre l’ordre d’orientation, un ordre de position. Suivant que cet ordre de position se développe dans une, deux ou trois dimensions de l’espace, ces états cristaux-liquides sont respectivement appelés « smectiques », « colonnaires » ou « réseaux tridimensionnels de défauts ». Une première partie (la troisième de l’ouvrage) traite des états smectiques, des plus organisés, très proches des cristaux usuels, aux plus désordonnés, appelés smectiques liquides, éventuellement chiraux, en passant par les smectiques hexatiques. Cette partie décrit aussi les cristaux liquides colonnaires. La dernière partie expose l’étude structurale de réseaux tridimensionnels de défauts : cristaux d’interfaces et réseaux spécifiques des molécules chirales. Enfin, une annexe récapitule l’identification par diffusion des rayons X des nombreuses structures des cristaux liquides et une autre en propose une classification uniquement basée sur les propriétés de symétrie.
Author: Eric J. Mittemeijer Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9783540405191 Category : Science Languages : en Pages : 588
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Overview of diffraction methods applied to the analysis of the microstructure of materials. Since crystallite size and the presence of lattice defects have a decisive influence on the properties of many engineering materials, information about this microstructure is of vital importance in developing and assessing materials for practical applications. The most powerful and usually non-destructive evaluation techniques available are X-ray and neutron diffraction. The book details, among other things, diffraction-line broadening methods for determining crystallite size and atomic-scale strain due, e.g. to dislocations, and methods for the analysis of residual (macroscale) stress. The book assumes only a basic knowledge of solid-state physics and supplies readers sufficient information to apply the methods themselves.
Author: Claude Esnouf Publisher: EPFL Press ISBN: 2880748844 Category : Crystallography Languages : fr Pages : 598
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Cet ouvrage présente de façons exhaustive et pédagogique les bases physiques et méthodologiques de caractérisation des matériaux basées sur l'utilisation des rayonnements X et électronique. Rédigé par l'un des meilleurs spécialistes francophones du domaine, les six chapitres de cet ouvrage couvrent l'ensemble de la discipline, depuis l'exposé du langage spécialisé de la cristallographie jusqu'aux méthodes fines impliquant les grands instruments scientifiques. Les méthodes basées sur l'usage du rayonnement X et du rayonnement électronique et mettant en oeuvre la diffraction ou l'imagerie sont exposées en détail, tout comme les nombreux modes d'imagerie électronique. Un chapitre entier est par ailleurs dévolu à la présentation des spectroscopies utiles tant à la caractérisation d'ordre chimique que celle d'ordre structural. Illustré de nombreux exemples et d'exercices résolus, ce manuel constitue une véritable référence pour les étudiants de second cycle d'écoles d'ingénieur, de Master, ainsi que pour les praticiens désireux d'approfondir leurs connaissances dans le domaine.
Author: Vincent Ning Ji Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 116
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La méthode d'analyse de contraintes internes par diffraction des rayons X (DRX) à différentes échelles d'observation (microscopique, mésoscopique et macroscopique) est appliquée pour étudier l'état microstructural et mécanique des matériaux hétérogènes. Après une brève présentation du principe des méthodes, de leurs domaines d'application et des limites technologiques (chapitre 1), nous avons montré des exemples d'études sur des matériaux bi-phasés ou composites (chapitre II), sur des matériaux revêtus (chapitre III) et sur des alliages à vocation industrielle (chapitre IV). Avec un alliage intermétallique duplex à base de TiAl, nous avons réussit à déterminer expérimentalement, par des essais in-situ sous un goniomètre, les constantes d'élasticité, le niveau de contraintes internes et la loi de comportement de chaque phase en fonction des différentes microstructures duplexes. Les informations locales, directes et précises obtenues par DRX servent à alimenter la modélisation micromécanique qui donne des résultats cohérents avec les essais mécaniques macroscopiques. Les analyses fines par DRX sur des échantillons "modèles" de composites à matrice céramique (CMC) et sur des micro composites de CMC permettent de quantifier l'état mécanique hétérogène de chaque composant (renfort, interphase et matrice) et de confirmer l'origine thermique des contraintes internes. Les résultats de modélisation en tenant compte uniquement des aspects de dilatations thermiques présentent un bon accord avec ceux obtenus par DRX. Sur des revêtements épais de Cu obtenus par projections thermiques (APS, VPS, IPS et HVOF), la méthode de DRX permet de déterminer les modules d'élasticité avec des essais de traction in-situ et la distribution de contraintes macroscopiques dans l'épaisseur du revêtement et dans le substrat de Nb. Les résultats obtenus ont permis de qualifier les procédés de projection thermique et d'optimiser les propriétés mécaniques recherchées. Se basant sur un modèle métallo-thermo-mecanique par éléments finis et sur des études expérimentales, la modélisation numérique a réussit à prédire le champ thermique, la solidification et les contraintes pour le procédé HVOF. En développant une nouvelle méthode d'analyse qui tient compte de l'état bi-axial de contraintes résiduelles, nous avons pu déterminer, par un essai de traction in-situ sous un goniomètre, la limite d'élasticité d'une couche de TiN sur son substrat en acier. La nouvelle méthode tient compte des interactions entre la couche mince et son substrat dans les domaines élasto-plastiques et plastiques, elle est simple à mettre en oeuvre et à utiliser. En introduisant les informations de l'énergie de déformation et des contraintes internes dans les couches minces métalliques (Cu et Ag), nous avons démontré le rôle non-négligeable de l'énergie de déformation, en plus de l'énergie de surface, dans le grossissement anormal des grains en utilisant les informations microstructurales, notamment l'orientation cristallographique préférentielle des grains. Avec l'analyse des contraintes internes microscopiques par élargissement de raies de DRX, 3 alliages CFC (Al 7475, Al 5083 et inconel 600) déformés plastiquement ont été étudiés afin de suivre l'évolution de la microstructure. Les résultats obtenus par DRX sont très intéressants et riches en information par comparaison aux observations directes effectuées en MET. En plus des informations à l'échelle microscopique, l'élargissement des raies est corrélée avec les paramètres mécaniques macroscopiques, tels que le taux d'écrouissage (dans le présent manuscrit), la dureté et la limite d'élasticité (dans les autres études). L'analyse de l'élargissement des raies est ensuite appliquée pour suivre: l'endommagement en corrosion sous contrainte d'un alliage Inconel 600, ou l'endommagement en déformation plastique et en fatigue oligo-cyclique d'un acier 20CDYO5-08.
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LA DIFFRACTION DES RAYONS X PAR LES MATERIAUX POLYCRISTALLINS, TECHNIQUE D'INVESTIGATION DE LA MATIERE DEJA EXTREMEMENT RICHE, OFFRE UNE POSSIBILITE NOUVELLE: L'ETUDE ET LE SUIVI DE LA MICROSTRUCTURE EN DOMAINES DANS LES MATERIAUX FERROELECTRIQUES. LES GRAINS MONOCRISTALLINS D'UN MATERIAU FERROELECTRIQUES SONT DIVISES EN DOMAINES DE POLARISATION UNIFORME DONT L'ARRANGEMENT ANTIPARALLELE ET PERPENDICULAIRE MINIMISE LA DEFORMATION ET L'ENERGIE ELECTROSTATIQUE. CET ARRANGEMENT DEPEND DU CONDITIONNEMENT DU MATERIAU (MONOCRISTAL, POUDRE, CERAMIQUE) ET EST INFLUENCE PAR LES CONTRAINTES PHYSIQUES EXTERNES TELLES QUE LA TEMPERATURE, LE CHAMP ELECTRIQUE OU LA PRESSION. DES EXPERIENCES DE DIFFRACTION DES RAYONS X IN SITU, DANS LESQUELLES LE MATERIAU EST SOLLICITE PAR LES CONTRAINTES PHYSIQUES, TEMPERATURE OU CHAMP ELECTRIQUE, QUI FORCENT LA MICROSTRUCTURE A EVOLUER, ONT MONTRE QUE CETTE MICROSTRUCTURE EN DOMAINES FERROELECTRIQUES LAISSE DES EMPREINTES DANS LE DIAGRAMME DE DIFFRACTION DU MATERIAU. AINSI, L'ETUDE DE L'EVOLUTION DES PARAMETRES CLASSIQUES DEFINISSANT UNE RAIE DE DIFFRACTION (POSITION, INTENSITE, PROFIL) EN FONCTION DE LA TEMPERATURE ET DU CHAMP ELECTRIQUE, A PERMIS D'ACCEDER A DE NOMBREUSES INFORMATIONS SUR LE CARACTERE FERROELECTRIQUE DE BATIO#3 ET SA MICROSTRUCTURE EN DOMAINES. LES EMPREINTES LES PLUS IMPORTANTES SONT: L'EVOLUTION DES INTENSITES RELATIVES DES RAIES ASSOCIEES AVEC LE CHAMP ELECTRIQUE QUI TRADUIT L'ETAT DE POLARISATION DU MATERIAU, L'EVOLUTION DES LARGEURS DES RAIES AVEC LA TEMPERATURE QUI MONTRE QUE LES MURS DE DOMAINES A 90 CONTRIBUENT A L'ELARGISSEMENT DES RAIES EN TANT QUE MICRODISTORSIONS DE RESEAU PARTICULIERES. DE PLUS, LE DIAGRAMME DE DIFFRACTION DE BATIO#3 POSSEDE UNE PARTICULARITE JUSQU'ALORS MAL EXPLIQUEE: IL EXISTE DE L'INTENSITE DIFFRACTEE SUPPLEMENTAIRE ENTRE LES RAIES ASSOCIEES D'UN DOUBLET. PLUSIEURS POSSIBILITES D'INTERPRETATION PROPOSEES N'ONT CEPENDANT PAS PU JUSTIFIER ENTIEREMENT LES PROFILS DE DIFFRACTION OBSERVES. NOUS AVONS MONTRE, D'UNE PART, PAR LES EXPERIENCES DE DIFFRACTION IN SITU, EN TEMPERATURE ET SOUS CHAMP, QUE CETTE INTENSITE DIFFRACTEE SUPPLEMENTAIRE ENTRE LES RAIES D'UN DOUBLET EST, ELLE AUSSI, UNE EMPREINTE DE LA MICROSTRUCTURE EN DOMAINES, D'AUTRE PART QUE CETTE PARTICULARITE EST COHERENTE DANS TOUT LE DIAGRAMME DE DIFFRACTION ET QU'ELLE SE PRESENTE SOUS LA FORME D'UN PLATEAU D'INTENSITE ENTRE LES DEUX RAIES. AINSI, NOUS AVONS PU PROPOSER UNE DESCRIPTION DU MUR DE DOMAINE A 90, VALIDEE PAR UN CALCUL THEORIQUE, QUI JUSTIFIE ENTIEREMENT CETTE INTENSITE DIFFRACTEE SUPPLEMENTAIRE ENTRE LES RAIES D'UN DOUBLET. LE MUR DE DOMAINES DOIT ETRE VU COMME UNE ZONE DE RACCORDEMENT ENTRE LES DEUX DOMAINES A 90 ADJACENTS ET NON COMME UN SIMPLE PLAN DE MACLE. A L'INTERIEUR DU MUR, UNE EVOLUTION CONTINUE DU RESEAU CRISTALLIN FAIT PASSER DU RESEAU DE L'UN DES DOMAINES A CELUI DE L'AUTRE DOMAINE. L'INTENSITE DU PLATEAU TRADUIT A LA FOIS LA DENSITE ET L'EPAISSEUR DES MURS DE DOMAINES A 90
Author: Younes Derraz
Author: Younes Derraz
Author: Wenjun Huang
Author: J.M. Bijvoet
Author: Albert Tidu
Author: Alan Braslau
Author: Eric J. Mittemeijer
Author: Claude Esnouf
Author: Vincent Ning Ji
Author: CAROLE.. VALOT ODOT
Author: Jean-Pierre Eberhart