Étude sur la définition du terme "amorphe" par l'analyse comparative de rubans de Pd82 Si18 en termes de production, structure, microstructure, qualité et propriétés mécaniques

Investigation on the definition of the term "amorphous" by the comparative study of Pd82Si18 ribbons in terms of production, structure, microstructure, quality and mechanical properties

• Auteur / Autrice : Cuimin Bao
• Direction : Gérard Lesoult, Monique Calvo-Dahlborg
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et ingénierie des matériaux
• Date : Soutenance le 22/10/2007
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de science et génie des matériaux et de métallurgie (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Didier Blavette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Lesoult, Monique Calvo-Dahlborg, Didier Blavette, Gerhard Wilde, Gérard Le Caër, Ulf Dahlborg
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gerhard Wilde, Gérard Le Caër

Mots clés

Mots clés contrôlés

Verres métalliques

Alliages

Mots clés libres

Verres métalliques

Propriétés mécaniques

Qualité

Liquide précurseur

Microstructure

Structure

Trempe sur roue

Amorphes métalliques

Metallic glasses

Precursor liquid

Mechanical properties

Amorphous metallic alloys

Melt-spinning

Structure

Microstructure

Quality

Résumé

Depuis leur découverte, un travail de recherche important a été développé sur la production, la structure, la microstructure, les propriétés et les applications des alliages métalliques amorphes. Cependant, la question de ce qui est entendu exactement par le terme « amorphe » n’est pas considérée dans la majorité des études publiées. Or, il n’existe pas de verres réels représentant un désordre parfait comme il n’existe pas de cristaux réels avec une structure parfaitement ordonnée. Il est difficile de donner une définition précise sans donner les limites d’échelle et la technique de détection de cette non-cristallinité. L’étude est une interrogation, pour un alliage particulier, sur le terme « amorphe » en fonction de l’échelle et de la technique. Cette étude comporte une analyse des conditions de préparation d’échantillons amorphes de mêmes compositions. Des techniques complémentaires de détection de leurs différences, en particulier à l’échelle de la structure et de la microstructure ont été utilisées. Des échantillons Pd82Si18 d’épaisseurs différentes ont été produits par solidification ultra rapide sur roue, avec différents paramètres, tels que la vitesse de rotation de la roue, la pression du gaz d’éjection, les dimensions de l’orifice d’éjection, la température de trempe et l’existence ou non d’un traitement thermique du liquide avant la trempe, etc. Les échantillons ont été ensuite analysés avec plusieurs techniques, telles que la diffraction des rayons X et des neutrons, la diffusion des neutrons aux petits angles, la microscopie électronique à transmission, la calorimétrie, les essais mécaniques, la fractographie par microscopie électronique à balayage

Since their discovery, an important research work has been developed on the production, the structure, the microstructure, the properties and the applications of amorphous metallic alloys. However, the question of what is exactly meant by the term “amorphous” is not considered in most of the reported studies. As a matter of fact, there exist no real glasses representing a perfect disorder, as there exist no real crystals with a perfectly ordered structure. It is thus difficult to give a precise definition without giving the limitations in scale and in detection of this non-crystallinity. The aim the study is an interrogation, in the case of a specific alloy, on the term “amorphous” as a function of the two directions of reference given above (the scale and the technique). This study thus contains an analysis of the conditions of synthesis of amorphous samples of similar compositions. Furthermore, complementary detection techniques of their differences at the scale of the structure and microstructure have been used. Samples of Pd82Si18 of different thickness have been produced by melt-spinning with different parameters, such as the rotation speed of the wheel, the pressure of the gas, the dimensions of the nozzle, the quenching temperature and the existence or not of a heat treatment of the melt before quench. The samples have been analysed by various techniques such as diffraction of standard X rays and of neutrons, small angle neutrons scattering, transmission electron microscopy, calorimetry, mechanical tests and fractography by scanning electron microscopy