Que sont les défauts de ligne – Dislocations – Définition

Les défauts linéaires sont généralement longs de plusieurs atomes. Les défauts de ligne sont appelés dislocations et ne se produisent que dans les matériaux cristallins. Les dislocations sont particulièrement importantes en science des matériaux, car elles aident à déterminer la résistance mécanique des matériaux. Il existe deux types de luxation de base, la luxation de bord et la luxation de vis. Les luxations mixtes, combinant des aspects des deux types, sont également fréquentes. Il est important de noter que les dislocations ne peuvent pas se terminer à l’intérieur d’un cristal. Ils doivent se terminer par un bord de cristal ou une autre dislocation, ou ils doivent se refermer sur eux-mêmes.

Les premières études sur les matériaux ont conduit au calcul des résistances théoriques des cristaux parfaits. Mais ces forces théoriques étaient plusieurs fois supérieures à celles réellement mesurées. Au cours des années 1930, on a émis l’hypothèse que cette différence de résistance mécanique pouvait s’expliquer par un type de défaut cristallin linéaire connu sous le nom de dislocation. Le terme «dislocation» faisant référence à un défaut à l’échelle atomique a été inventé par GI Taylor en 1934.

Luxation des bords

La dislocation de bord est centrée autour de la ligne de dislocation de bord qui est définie le long de l’extrémité du demi-plan supplémentaire d’ atomes. L’imperfection peut s’étendre en ligne droite tout au long du cristal ou elle peut suivre un chemin irrégulier. Il peut également être court, ne s’étendant que sur une petite distance dans le cristal, provoquant un glissement d’une distance atomique le long du plan de glissement (direction dans laquelle l’imperfection du bord se déplace). La déformation plastique macroscopique correspond simplement à une déformation permanente qui résulte du mouvement des dislocations, ou glissement, en réponse à une contrainte de cisaillement appliquée. Luxations peut se déplacer si les atomes de l’un des plans environnants rompent leurs liaisons et renouent avec les atomes au bord de terminaison. Comprendre le mouvement d’une dislocation est essentiel pour comprendre pourquoi les dislocations permettent à la déformation de se produire à des contraintes beaucoup plus faibles que dans un cristal parfait. Le mouvement de dislocation est analogue au mouvement d’une chenille. La chenille devrait exercer une grande force pour déplacer tout son corps à la fois. Au lieu de cela, il déplace légèrement la partie arrière de son corps vers l’avant et crée une bosse. La bosse se déplace alors vers l’avant et éventuellement déplace tout le corps vers l’avant d’une petite quantité. Le glissement se produit lorsque le cristal est soumis à une contrainte, et la dislocation se déplace à travers le cristal jusqu’à ce qu’elle atteigne le bord ou soit arrêtée par une autre dislocation.

Luxation de la vis

Les dislocations en vis peuvent être produites par une déchirure du cristal parallèlement à la direction de glissement. Si une dislocation de vis est suivie tout autour d’un circuit complet, elle montrerait un modèle de glissement similaire à celui d’un filetage de vis. Une luxation de vis est beaucoup plus difficile à visualiser. Imaginez couper un cristal le long d’un plan et faire glisser une moitié sur l’autre par un vecteur de réseau, les moitiés s’emboîtant sans laisser de défaut. Le mouvement d’une dislocation de vis est également le résultat d’une contrainte de cisaillement, mais le mouvement de la ligne de défaut est perpendiculaire à la direction de la contrainte et du déplacement de l’atome, plutôt que parallèle.

Le motif peut être gaucher ou droitier. Cela nécessite que certaines des liaisons atomiques soient reformées en continu afin que le cristal ait presque la même forme après avoir cédé qu’il avait auparavant.

Source: William D. Callister, David G. Rethwisch. Science et génie des matériaux : une introduction 9e édition, Wiley ; 9 édition (4 décembre 2013), ISBN-13 : 978-1118324578.

1. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.
2. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.
3. William D. Callister, David G. Rethwisch. Science et génie des matériaux : une introduction 9e édition, Wiley ; 9 édition (4 décembre 2013), ISBN-13 : 978-1118324578.
4. En ligneEberhart, Mark (2003). Pourquoi les choses se cassent : Comprendre le monde par la manière dont il se décompose. Harmonie. ISBN 978-1-4000-4760-4.
5. Gaskell, David R. (1995). Introduction à la thermodynamique des matériaux (4e éd.). Éditions Taylor et Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
6. Gonzalez-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Une introduction à la science des matériaux. Presse universitaire de Princeton. ISBN 978-0-691-07097-1
7. Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Matériaux: ingénierie, science, traitement et conception (1ère éd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
8. JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au génie nucléaire, 3e éd., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.

Voir au dessus:

Défauts cristallographiques