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RÉSUMÉ
Une bonne part des informations sur la matière sont obtenues par l’intermédiaire des collisions particules-matière. Cet article traite plus particulièrement des interactions entre particules et réseaux cristallins. Les interactions avec des systèmes périodiques comme les réseaux cristallins montrent en particulier des conditions de réflexions discrètes dites de Bragg et de Laue, qui dépendent des cristaux étudiés. Les diagrammes de diffraction qui sont la conséquence de ces conditions permettent de déterminer en particulier l’emplacement des atomes. Un exemple est présenté sur un alliage aluminium-cuivre.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard JOUFFREY : Laboratoire MSS-Mat, UMR-CNRS 8579 École Centrale de Paris
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Richard A. PORTIER : École nationale supérieure de chimie de Paris Université Paris VI
INTRODUCTION
Une bonne part des informations sur la matière sont obtenues par l’intermédiaire des collisions particules-matière. Dans le dossier , nous avons étudié des aspects essentiels de l’interaction des électrons, neutrons, photons X avec des atomes. Puis nous avons donné un rapide résumé des arrangements atomiques qui, la plupart du temps, sont cristallisés. La définition d’un cristal a permis de dénombrer les différents systèmes cristallins.
Dans ce dossier, il sera question des interactions particules (ondes associées)/ réseaux cristallins. Nous dégagerons quelques rapides approches, sans entrer dans le détail de modèles, en particulier dynamiques, qui seront abordés dans une autre partie. Les interactions avec des systèmes périodiques comme les réseaux cristallins montrent en particulier des conditions de réflexions discrètes dites de Bragg et de Laue, qui dépendent des cristaux étudiés. Les diagrammes de diffraction qui sont la conséquence de ces conditions permettent de déterminer en particulier l’emplacement des atomes. Nous finirons par un exemple sur un alliage aluminium-cuivre.
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Conclusion
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4. Application de la diffraction
Différents modes de diffraction sont permis grâce à la microscopie électronique, sans oublier les diagrammes de diffraction en réflexion et en rétrodiffusion. Ces techniques seront discutées dans un prochain dossier.
Citons les techniques de la diffraction à sélection d’aire, de la microdiffraction, des faisceaux convergents (le faisceau incident possède une ouverture importante alors que, dans les méthodes précédentes, le faisceau incident est presque parallèle, disons très peu convergent).
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La méthode du faisceau convergent permet de mettre en évidence les zones de Laue, c’est-à-dire plusieurs plans successifs du réseau réciproque et de donner ainsi d’importantes informations sur les symétries et le type de réseau.
La simulation de la figure 20, réalisée avec JEMS, montre les trois zones de Laue, 0, 1 et 2, ce qui donne une information tridimensionnelle du réseau réciproque.
Le réseau réciproque du réseau direct CFC étant CC, cela explique pourquoi les taches de la zone 1 sont déplacées par rapport à celles des zones 0 et 2.
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Un exemple de diffraction bien connu concerne les amas de Guinier-Preston dans le cas des alliages Al-Cu. Dans ceux-ci, le cuivre, après trempe et recuit à une centaine de degrés, se rassemble dans les trois types de plans {100}. La plupart de ces amas sont constitués d’un seul plan riche en cuivre. Cela dépend du traitement de vieillissement de l’alliage. Comme une forme de ces amas est monoatomique, c’est-à-dire extrêmement mince, la transformée de Fourier est étendue. On obtient des traînées de diffusion qui passent par les taches de diffraction. Cela est particulièrement visible sur un diagramme d’orientation (100). Selon l’orientation (110), on ne voit ces lignes de diffusion que dans une direction, celle qui est perpendiculaire aux plans de type (100). Cet alliage est de structure CFC. Le réseau réciproque est donc CC. Par les nœuds des plans du réseau réciproque immédiatement voisins supérieur ou inférieur passent des lignes de diffusion dues aux amas d’épaisseur atomique situés dans le plan parallèle au plan de diffraction. C’est l’origine des taches de faible intensité observées au milieu des carrés (figure 21). Cette interprétation, proposée pour les diagrammes de diffraction aux rayons X par Guinier ...
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Application de la diffraction
BIBLIOGRAPHIE
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