Contribution a l'etude des mecanismes de diffusion dans les amorphes : etude theorique et experimentale de la diffusion de traceurs dans les alliages amorphes metalliques

• Auteur / Autrice : YANICK LOIRAT
• Direction : MICHEL HERITIER
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Notre etude a pour objectifs principaux de clarifier la situation experimentale dans les amorphes bimetalliques et d'eclaircir le role des mecanismes collectifs dans la diffusion. Nous avons donc etudie l'auto- et l'heterodiffusion des traceurs hf, au et cu dans l'alliage amorphe nizr. Nous etudions l'elargissement des profils de concentration des traceurs obtenus en analyse sims, en fonction de la temperature et de la pression, dans des couches minces amorphes preparees par pulverisation et relaxees. La variation des coefficients de diffusion d avec la temperature montre un comportement arrhenien des trois traceurs. Les energies d'activation sont 1. 55 ev pour cu, 1. 65 ev pour au et 1. 78 ev pour hf, representant environ 50% de leur energie correspondante dans le zr cristallin. La variation de d avec la pression indique un volume d'activation de 0. 5 volume atomique moyen de l'alliage ( 0) pour les traceurs au et hf et 0. 2 0 pour le cuivre, petit traceur. Ceci indique une possibilite de mecanisme different pour les petits traceurs. La seconde approche repose sur la simulation numerique des deplacements atomiques dans un verre modele par deux methodes complementaires. Dans un alliage de lennard-jones a pur effet de taille, nous observons en dynamique moleculaire (dm) des deplacements correles sous forme de cycles de remplacement ou de chaines. L'energie associee est plus petite que l'energie d'un mecanisme lacunaire. L'exploration de la surface d'energie dans l'espace des configurations faite dans l'approche art donne acces aux distributions d'energies de sites et de cols et au calcul de d. Les evenements trouves par art sont qualitativement voisins de ceux de dm, mais l'energie d'activation moyenne associee ne represente que 10% de celle du cristal. Ceci montre les limites du lennard-jones, pas assez representatif des verres reels. Pour terminer ce travail, nous proposons qu'un modele d'interaction plus proche des amorphes reels soit utilise avec la meme approche.