2.3 : les défauts du système cristallin

Question 1

Echelles de défauts qui permettent d’améliorer les propriétés du matériau ?

Answer 1

• microstructuraux
• nanoscopiques

Question 2

Quels sont les différentes dimensions de défauts ?

Answer 2

• 0 : défaut de type ponctuel
• 1 : défaut de type linéaire
• 2 : défaut de type planaire
• 3 : défaut de type volumique

Question 3

Infos sur les défauts ponctuels ?

Answer 3

ordre de grandeur : distance inter-atomique.
- lacune
- interstitiel

Question 4

Qu’est-ce qu’une lacune ?

Answer 4

Atome du réseau qui manque.
Joue un rôle important dans le phénomène de diffusion à l’état solide

Question 5

Qu’est-ce qu’un interstitiel ?

Answer 5

Atome supplémentaire dans le réseau : en général, un atome étranger au réseau (sauf dans le cas de l’auto-interstitiel)

Question 6

Quels sont les deux cas d’interstitiel ?

Answer 6

• L’atome de substitution : vient remplacer un des atomes manquants du cristal. Taille proche
• L’atome d’insertion : atome de petite taille qui prend place dans les espaces vides du réseau, appelés sites interstitiels.

Question 7

Interstitiels dans le cas de la maille CFC ?

Answer 7

• Octaédriques : 1 au centre + un à chaque arête mais partagé donc 3 = 4 sites / maille
• Tétraédriques : entre un sommet et 3 centre de face. Il y en a 8

Question 8

Solides ioniques et défauts de dimension 0 ?

Answer 8

La neutralité électronique doit être maintenue : un défaut est créé par paire d’ions de signes opposés.

Défaut de Schottky : une lacune anionique et une lacune cationique
Défaut de Frenkel : une lacune et un ion interstitiel de même signe.

Question 9

Quels sont les défauts de dimension 1 ?

Answer 9

Ce sont des dislocations.
Deux types : les dislocations vis et dislocations coin.

Question 10

Qu’est-ce que la dislocation coin ?

Answer 10

C’est la ligne sur laquelle s’arrête un plan atomique à l’intérieur d’un cristal.

Question 11

Qu’est ce que la dislocation vis ?

Answer 11

Elle est due à un cisaillement du réseau cristallin qui s’est opéré parallèlement à la ligne de dislocation (comme si un pavé du cristal s’était décalé par rapport au reste)

Question 12

Comment caractérise-t-on une dislocation ?

Answer 12

Par son vecteur de Bürgers : c’est le défaut de fermeture d’un circuit qu’on aurait tracé autour de la dislocation (dans un cristal parfait, le vecteur se serait refermé sur lui-même).

Question 13

Quels sont les défauts de dimension 2 ?

Answer 13

Il y en a deux types :
- Les joints de grains
- Les macles

Question 14

Qu’est ce qu’un grain ?

Answer 14

Région où le cristal est parfaitement ordonné.

Question 15

Qu’est ce que les joints de grains ?

Answer 15

Zone de rencontre entre deux grains qui ont des orientations différentes –> région de désordre puisque les réseaux ne sont pas alignés.

Se rencontrent uniquement dans les matériaux polycristallins.

Dans les joints de grains, les atomes consomment + d’énergie que leur min.

Question 16

Qu’est ce que les macles ?

Answer 16

Elles sont dues au cisaillement d’une partie du réseau cristallin dans un grain.

Deux régions d’un cristal partagent une relation de symétrie miroir, selon un plan de symétrie appelé plan de macle.

Donc même structure, mais simplement orientée de façon différente

Question 17

Quels sont les défauts de dimension 3 ?

Answer 17

• Les précipités
• Les inclusions

Question 18

Qu’est ce que les précipités ?

Answer 18

Au milieu d’un matériau, une phase différente.
Dimension : une dizaine de nm à quelques dizaines de microm.

Question 19

Qu’est ce que les inclusions

Answer 19

Oxydes ou carbure dont la présence n’est pas souhaitée qui sont dues au procédé d’élaboration.