Analyse Quantitative de Texture: un outil d'interprétation des propriétés anisotropes entre poudre et monocristal; ou, "Quantitative Texture Analysis: a Pot Pourri" - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2000

Analyse Quantitative de Texture: un outil d'interprétation des propriétés anisotropes entre poudre et monocristal; ou, "Quantitative Texture Analysis: a Pot Pourri"

Résumé

The anisotropy of macroscopic physical properties of polycristalline samples can be observed only if the individual crystallites of the sample are preferentially oriented.


Interest in Quantitative Texture Analysis (QTA) played a crucial rule in the past, and still continue nowadays, for instance to optimise mechanical properties of metallic alloys, to understand the deformation processes in geophysic phenomena or to limit materials wastes during industrial processes.


Recently, the elaboration of materials having anisotropic physical properties started up again interest in QTA. For instance in ferro and piézo-electrics, superconductors, ionic conductors, composites, polymers ...
The use of diffraction (x-rays, neutrons and electrons) today have replaced the older techniques for QTA characterisation like polarised light microscopy, only qualitative and often incomplete:


- for simulation of some macroscopic physical properties, consequences of anisotropic tensors (mechanical properties, anisotropic acoustic wave propagation, magnetic properties), which can be modelised using QTA data.


- to understand correlation between microscopic (intrinsic) tensors and their macroscopic revelation in textured polycrystalline samples (piezo and ferroelectricity ...)


- to determine the growth modes (epitaxy, oriented growths ...), then to optimise elaboration processes.


The limit of some characterisation techniques has also benefited of the QTA formalism. For instance:


- in polarised EXAFS, thanks to the combined use of P-EXAFS and QTA, to allow the determination of some structural parameters non accessible without polarised x-rays and textured samples


- by coupling the Rietveld and WIMV approaches in the o-called combined analysis structure-texture-stress


- and in QTA itself, by using the full profile methodologies for the study of partially crystallised samples (turbostratic, polymers ...)


All these approaches are described here.
L'anisotropie des propriétés physiques macroscopiques d'un échantillon polycristallin ne peut être observée que si les cristallites de cet échantillon sont préférentiellement orientés.
L'intérêt de l'analyse quantitative des orientations préférentielles (QTA) a joué un rôle primordial dans le passé, et encore aujourd'hui, par exemple pour optimiser les propriétés mécaniques d'alliages métalliques, pour comprendre les déformations mises en jeu dans certains phénomènes géophysiques ou pour limiter les pertes de matière lors de procédés industriels.


Récemment, l'élaboration de matériaux aux propriétés physiques très anisotropes a relancé un intérêt croissant pour l'analyse texturale. C'est le cas pour les ferro et piézo-électriques, les supraconducteurs, les conducteurs ioniques, les matériaux composites, les polymères ... L'utilisation de la diffraction (rayons X, neutrons et électrons) a aujourd'hui largement remplacé les anciennes méthodes pétrographiques (principalement microscopies optiques en lumière polarisée), qualitatives et souvent incomplètes:


- pour le calcul de certaines propriétés physiques macroscopiques, conséquences de tenseurs anisotropes (propriétés mécaniques, propagation anisotrope des ondes acoustiques, propriétés magnétiques), qui peuvent être modélisées en introduisant des données de QTA.


- pour comprendre la corrélation qui existe entre les tenseurs microscopiques et leur répercutions macroscopique dans des échantillons polycristallins texturés (piézo et ferroélectricité ...)


- pour déterminer les modes de croissance (épitaxie ...), donc optimiser l'élaboration.


La limite de certaines techniques d'investigation structurale a aussi pu être repoussée grâce à l'incorporation des informations de QTA. Par exemple:


- en EXAFS, grâce à l'emploi combiné de l'EXAFS polarisé et de la QTA, pour atteindre des paramètres structuraux particuliers


- en couplant les analyses Rietveld et WIMV pour l'analyse combinée structure-texture-contraintes


- en analyse de texture elle-même, en utilisant les méthodes du profil complet pour l'étude de la texture de composés partiellement cristallisés ou turbostratiques,


Ces approches sont décrites dans ce travail.
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Dates et versions

tel-00003747 , version 1 (14-11-2003)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00003747 , version 1

Citer

Daniel Chateigner. Analyse Quantitative de Texture: un outil d'interprétation des propriétés anisotropes entre poudre et monocristal; ou, "Quantitative Texture Analysis: a Pot Pourri". Condensed Matter [cond-mat]. Université du Maine, 2000. ⟨tel-00003747⟩
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