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Thèse soutenue

Émission et développement de dislocations en tête de fissure dans le silicium : analyse tridimensionnelle de l'interaction dislocation/fissure

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Auteur / Autrice : Maria Angela Loyola de Oliveira
Direction : Gérard Michot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Des éprouvettes monocristallines, sans dislocations, fissurées a 20c par clivage limite, sont chargées progressivement a une température suffisante (700c environ) pour que le silicium devienne ductile du fait de l'activation thermique du glissement des dislocations. Les concentrations de contraintes existant en pointe de fissure provoquent la nucléation et le développement de boucles de dislocations qui exercent en retour sur la fissure des contraintes s'opposant en moyenne a sa propagation: cet effet est appelé écrantage. La partie expérimentale de cette étude est consacrée à la localisation des sources de dislocations, à la caractérisation des systèmes de glissement actives et à l'influence du chargement sur la ténacité du matériau. Le chargement en deux étapes qui a été développe permet d'activer un nombre limite de sources, puis de suffisamment étaler les configurations de dislocations pour qu'elles puissent être caractérisées par topographie aux rayons X, tout en évitant l'émission de nouvelles dislocations. L'objectif de la partie théorique de cette étude est de poser les concepts fondamentaux de l'interaction dislocation-fissure puis de l'évaluer quantitativement. Le calcul de l'écrantage et de l'ouverture de la fissure a pu être effectué analytiquement, grâce à la simplicité du formalisme lié aux états plans. Dans le cas réel, tridimensionnel, le calcul de l'écrantage a été réalisé par intégration numérique du champ de contrainte d'une boucle circulaire pondère par une fonction de poids, en utilisant le théorème de superposition