Influence de l'yttrium sur la microstructure de l'alumine et sur le role des joints de grains dans la deformation superplastique de cette ceramique

Effect of yttrium doping on the microstructure of a magnesia doped alumina and on the role of grain boundaries in superplastic deformation of this ceramic

• Auteur / Autrice : FREDERIC DUPAU
• Direction : Sylvie Lartigue-Korinek
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail, effectue en microscopie electronique en transmission, porte sur l'etude des micromecanismes de superplasticite d'une alumine polycristalline dopee a la magnesie et a l'yttrine. Il se developpe selon deux objectifs principaux qui sont: - l'approfondissement de la relation entre la segregation intergranulaire de l'yttrium et du silicium et la structure des joints de grains. La nature et la quantite d'elements segreges different selon l'orientation du plan du joint de grains. L'yttrium est segrege dans tous les joints et presente une concentration particulierement elevee sur les plans rhomboedriques. Le silicium, bien que present en tant qu'impurete residuelle, possede une concentration superieure ou egale a celle de l'yttrium dans les joints dont le plan est parallele au plan basal dans un des grains. Nos resultats confirment que la coincidence a trois dimensions n'est pas un critere determinant de faible segregation intergranulaire mais que le plan du joint de grains est fondamental pour la segregation d'equilibre. De plus, nous avons mis en evidence un role des dislocations extrinseques dans la segregation de l'yttrium. - la comprehension du role de l'yttrium dans la deformation superplastique de l'alumine a grains fins. L'ajout d'yttrium provoque d'importantes modifications de la microstructure et du comportement macroscopique. L'analyse approfondie de la structure, de la chimie et des defauts de structure des joints nous a permis de comprendre le role durcissant de l'yttrium. Deux interpretations partielles de l'influence de l'yttrium sur la superplasticite de l'alumine sont proposees: - la saturation progressive des joints de grains en yttrium empeche l'accommodation des dislocations intergranulaires. Les contraintes qui en resultent sont relaxees par emission de defauts dans la matrice. Le glissement basal de ces dislocations participe a la deformation totale. - le plateau de vitesse stationnaire peut egalement s'interpreter par une augmentation temporaire de la diffusion intergranulaire