Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux
Sous la direction de Guy Lucazeau.
Soutenue en 2003
à Grenoble INPG .
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.
Experimental and theoretical studies of the pressure-induced amorphization mechanisms
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