Etudes expérimentales et théoriques des mécanismes d'amorphisation sous pression

par Denis Machon

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Guy Lucazeau.

Soutenue en 2003

à Grenoble INPG .

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  • Résumé

    La transition cristal-amorphe induite par l'application de haute pression concerne de nombreux matériaux dont des composés majeurs tels que le quartz ou la glace. Le présent travail a consisté à étudier trois matériaux répertoriés dans la littérature comme pouvant présenter une amorphisation sous pression : LiKSO4, Eu2(MoO4)3 et Cs2HgBr4. L'amorphisation du composé observée vers 13 GPa dans la littérature n'a pas été confirmée ici, même dans des conditions non-hydrostatiques. Trois transitions de phases cristal-cristal ont été observées sous pression pour LiKSO4 entre 0 et 32 GPa. Les transformations structurales sous pression du molybdate d'europium Eu2(MoO4)3 ont été étudiées par diffraction de rayons X, spectroscopie Raman et fluorescence. L'amorphisation se déroule en deux étapes : la mise en désordre du réseau des oxygènes est achevée vers 8-9 GPa, celle du réseau des cations métalliques a lieu vers 18 GPa. L'observation d'une nouvelle phase cristalline, issue de la compression de la phase amorphe, vers 28 GPa indique que l'état amorphe correspond à un intermédiaire cinétique entre deux phases cristallines. L'amorphisation de Cs2HgBr4 entre 10 et 15 GPa n'est observée que dans des conditions de compression non-hydrostatiques. L'évolution des diffractogrammes sous pression uniaxiale a pu être simulée en supposant des déformations aléatoires et non-homogènes. L'ensemble de nos observations sur Cs2HgBr4 nous a amené à développer un nouveau mécanisme d'amorphisation : la notion de verre ferroélastique, analogue mécanique des verres ferroelectriques. Ce modèle permet une interprétation satisfaisante des faits expérimentaux concernant le quartz et la glace.

  • Titre traduit

    Experimental and theoretical studies of the pressure-induced amorphization mechanisms


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Informations

  • Détails : 1 vol. (171 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-160

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