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Louisette Priester

Joints de grains dans les matériaux cristallins

Jeudi 9 avril 2009, à 11h00

Les joints de grains sont des éléments majeurs constitutifs des matériaux cristallins. Ils jouent un rôle important dans toutes les propriétés de ces matériaux, d’autant plus que la taille des grains (cristaux) diminue et/ou que des procédés d’élaboration et de transformation se développent permettant de jouer sur leur diversité et leur répartition dans les polycristaux. En effet, les joints de grains ne répondent pas tous de la même manière à une sollicitation extérieure (chimique ou mécanique). Comprendre ces diverses réactions et comment elles influent sur les comportements des joints de grains est une nécessité si on veut remonter aux propriétés de l’ensemble du matériau.

Le comportement d’un joint de grains dépend de ses caractéristiques géométriques et chimiques. On décrira en premier la constitution à l’équilibre du joint de grains à différentes échelles jusqu’à sa structure atomique. Puis, on abordera ses défauts, physiques et chimiques, sachant que ce sont ces défauts qui interviennent dans la plupart des propriétés d’emploi du matériau. Divers comportements intergranulaires seront ensuite évoqués : corrosion, mouillage par un métal liquide, fracture, déformation … avec, à chaque fois un aperçu de ce qui distingue certains joints des autres d’un point de vue pratique. La connaissance des comportements individuels se heurte ensuite à sa prise en compte dans le comportement collectif ; nous aborderons en dernier la question touchant les réseaux de joints de grains dans les polycristaux.

L’objectif de ce séminaire est de donner quelques connaissances de base sur les joints de grains entre cristaux de même nature (aisément étendues aux interfaces entre cristaux de nature différente) afin que tout chercheur confronté à un matériau se préoccupe de ses joints de grains. Ceux - ci ont nécessairement une influence notoire sur le matériau, quelle que soit son application, mais pourraient aussi être “utilisés“ pour modifier, voire contrôler, une propriété. C’est l’espoir d’une “Ingénierie des Joints de Grains“.