Mesures et modélisations des déformations élastiques autour de nanoprécipités

M. Le Fournier (1) , Joël Douin (1) , Christophe Gatel (2) , Florence Pettinari-Sturmel (1) , P. Donnadieu (3)

1 CEMES-PPM - Physique de la Plasticité et Métallurgie
2 CEMES-I3EM - Interférométrie, In situ et Instrumentation pour la Microscopie Electronique
3 SIMaP - Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés

Measurement and modeling of the elastic strain around nanoprecipitates. Precise measurements of the strain fields around small precipitates embedded in a crystalline matrix is essential to understand the interaction of dislocations with precipitates of structurally hardened materials. This interaction controls the dislocation motion through an array of precipitates that are responsible for structural hardening of the material. The displacement and strain fields around nanosized particles can be obtained from high-resolution electronmicrographs using the geometric phase analysis (GPA). Themethod is generally applicable to the characterization of the strain in nanostructured materials, including those with complex or unknown structures and is emphasized here in the case of the 2198 Aluminum alloy. In this material, it is shown that the strain field around a disc-shaped nanoprecipitate can be modeled to some extend by a dissociated dislocation

Mots-clés : Microscopie electronique haute résolution ; nanoparticules ; modélisation de champ de déformation ; dislocation ; alliage d'Aluminium Résumé-La mesure précise des champs de contraintes autour de précipités inclus dans une matrice cristalline est nécessaire à la compréhension de l'interaction entre les dislocations et les précipités de matériaux structurellement durcis. Ces interactions contrôlent le mou-vement des dislocations, et donnent donc des informations sur les propriétés mécaniques des matériaux. Les champs de contraintes autour des précipités de petite taille peuvent être obtenus à partir d'images de microscopie électronique en transmission en haute résolution (METHR) en utilisant la méthode des phases géométrique (GPA). Cette méthode est utili-sable de façon générale pour caractériser les contraintes à l'échelle nanométrique autour des précipités de structure complexe ou inconnue et est appliquée ici dans les cas de l'al-liage d'aluminium 2198. Dans ce matériau, il est montré que les champs de déformation autour d'un nanoprécipité en forme de disque et d'épaisseur faible peuvent être modélisés par ceux d'une dislocation dissociée. Abstract-Measurement and modeling of the elastic strain around nanoprecip-itates. Precise measurements of the strain fields around small precipitates embedded in a crystalline matrix is essential to understand the interaction of dislocations with precipitates of structurally hardened materials. This interaction controls the dislocation motion through an array of precipitates that are responsible for structural hardening of the material. The displacement and strain fields around nanosized particles can be obtained from high-resolution electron micrographs using the geometric phase analysis (GPA). The method is generally applicable to the characterization of the strain in nanostructured materials, including those with complex or unknown structures and is emphasized here in the case of the 2198 Aluminum alloy. In this material, it is shown that the strain field around a disc-shaped nanoprecipitate can be modeled to some extend by a dissociated dislocation.

Mots clés: High-resolution electron microscopy; nanoparticles; strain field modeling; dislocation; Aluminum alloys

Domaines: Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]; Mécanique des matériaux [physics.class-ph]; Matériaux

M. Le Fournier, Joël Douin, Christophe Gatel, Florence Pettinari-Sturmel, P. Donnadieu. Mesures et modélisations des déformations élastiques autour de nanoprécipités. Revue de Métallurgie, 2012, 109 (6), pp.409-414. ⟨10.1051/metal/2012004⟩. ⟨hal-02062137⟩