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RÉSUMÉ
L'article donne un bref aperçu des bases de la diffraction de Kikuchi, du dispositif expérimental en TEM et SEM, ainsi que de la préparation des échantillons. Les diagrammes de diffraction permettent de mesurer l'orientation des grains, d'étudier les désorientations aux joints de grains, de distinguer différents matériaux et d'obtenir des informations sur la perfection locale des cristaux, avec une résolution spatiale de quelques nanomètres en transmission (TKD) et de l'ordre de 10 nm en rétrodiffusion (BKD, EBSD).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Robert SCHWARZER : Professeur retraité de l’Université de Clausthal, Allemagne
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Claude ESLING : Professeur émérite de l'Université de Lorraine, France
INTRODUCTION
De nombreux matériaux technologiques et solides naturels ont une structure polycristalline ou au moins partiellement cristalline. Leurs propriétés dépendent à la fois de la structure de l'agrégat polycristallin et des propriétés des cristaux individuels. La défaillance d'un matériau est souvent causée par une microstructure hétérogène et des défauts locaux, auquel cas la connaissance de la texture globale est d'une utilité très limitée. Au contraire, il est très utile de disposer d'une haute résolution spatiale pour déterminer les orientations locales, de connaître les gradients d'orientation à l'intérieur des grains et les désorientations entre les grains, et aussi d'avoir accès à certains paramètres caractéristiques des joints des grains.
Les développements de la diffraction des électrons sont détaillés, en mettant l'accent sur les méthodes actuelles particulièrement pertinentes pour l'analyse de la texture en science des matériaux. Depuis 2000, de nombreuses applications ont été publiées dans des domaines tels que la métallurgie et la science des matériaux, la géologie structurale et la biominéralisation, qui ne peuvent être présentées en détail dans cet article. Les dispositifs expérimentaux sont brièvement évoqués. Les limitations dues à la résolution spatiale et à la taille des grains sont discutées. Le volume du cristal qui contribue à un diagramme de Kikuchi n'est que de 0,1 µm3. La préparation de surfaces propres, raisonnablement plates et exemptes de revêtements étrangers par polissage métallographique et fraisage ionique, est donc particulièrement importante, mais souvent difficile.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des sigles et des termes utilisés.
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MOTS-CLÉS
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2012 par Claude ESLING, Hans Joachim BUNGE (1929-†2004)
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Étude et propriétés des métaux > Étude des métaux et des alliages : état métallique > Texture et anisotropie des matériaux polycristallins - Cartographie par diffraction de Kikuchi > Glossaire
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Méthodes d’investigation des textures locales
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5. Glossaire
ACOM : Automated Crystal Orientation Mapping
Cartographie automatisée de l'orientation des cristaux.
ANN ; Artificial Neuronal Network (réseau neuronal artificiel)
Système mathématique dont la conception est basée sur des méthodes statistiques inspirées de la modélisation des circuits biologiques.
axe de zone ; zone axis
Direction commune du cristal partagée par deux plans ; une certaine direction cristallographique à forte densité d'occupation d'atomes.
angles d'Euler ; Euler angles (φ 1, Φ, φ 2)
Angles utilisés pour représenter l'orientation d'un cristal par rapport à un repère cartésien.
bandes de Kikuchi ; Kikuchi bands
Bandes placées régulièrement dans un diagramme de diffraction, d'une largeur égale à deux fois l'angle de Bragg. Elles sont bordées par deux lignes droites, appelées lignes de Kikuchi.
binning ; binning
Regroupement de pixels voisins pour former de « super pixels ».
BKD ; Backscatter Kikuchi Diffraction
Diffraction de Kikuchi en électrons rétrodiffusés.
BKP ; Backscatter Kikuchi Pattern
Diagramme de rétrodiffusion de Kikuchi = EBSP.
BSE ; BackScattered Electrons
Électrons rétrodiffusés.
contamination ; contamination
Dans le cas de la présence de matières organiques ambiantes, impact des électrons provoquant un recouvrement par la formation d'hydrocarbures, ce qui obscurcit l'image ainsi que le diagramme de Kikuchi.
CCD ; Charge Coupled Device
Capteur transformant les photons qu'il reçoit en paires électron-trou par effet photoélectrique dans le substrat semi-conducteur, collectant ensuite les électrons dans le puits de potentiel maintenu à chaque photosite. Le nombre d'électrons collectés est proportionnel à la quantité de lumière reçue. La charge totale peut être lue séquentiellement par un suiveur de tension sur un pixel après l'autre.
CMOS ; Complementary Metal Oxide Semi-conductor
Capteur composé de photodiodes, où chaque photosite possède son propre convertisseur charge/tension et amplificateur. Les avantages sont une grande vitesse et une sensibilité élevée.
CHORD ; CHannelling ORientation Determination
Détermination...
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BUNGE (H.J.), NAUER-GERHARDT (C.) - In : Bunge (H.J.) (ed.) : Experimental Techniques of Texture Analysis. DGM-Informationsges. - Oberursel, p. 125-142 (1986).
-
(2) - WILLIAMS (D.B.), BARRY CARTER (C.) - Transmission Electron Microscopy – A Textbook for Materials Science (6th revised ed.). - Springer Science + Business Media, LLC, NY, ISBN 978-0-387-76500-6 (2009).
-
(3) - SCHWARTZ (A.J.), KUMAR (M.), ADAMS (B.L.), FIELD (D.P.) (eds.) - Electron Backscatter Diffraction in Materials Science (2nd entirely new edition). - Springer Science + Business Media, New York, ISBN 978-0-387-88135-5 (2009).
-
(4) - KIKUCHI (S.) - * - . – Jap. J. Phys 5, p. 83-96, with plates V-VII (1928).
-
(5) - NISHIKAWA (S.), KIKUCHI (S.) - * - . – Nature 122, p. 726 (1928).
-
...
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ANNEXES
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Wright (S.J.), Fullwood (D.T.) et Nowell (M.M.) (eds.) :
Proc. 18th International Conference on Textures of Materials (ICOTOM 18)
IOP Conf. Series : Materials Science and Engineering 375 (2018).
Werner Skrotzki and Carl-Georg Oertel (eds.) :
Proc. 17th International Conference on Textures of Materials (ICOTOM 17)
IOP Conference Series : Materials Science and Engineering Volume 82 (2014).
Asim Tewari, Satyam Suwas, Dinesh Srivastava, Indradev Samajdar, Arunansu Haldar (eds.) :
Proc. 16th International Conference on Textures of Materials (ICOTOM 16)
Materials Science Forum, Volumes 702-703 (2012).
Joseph I. Goldstein, Dale E. Newbury, Patrick Echlin, David C. Joy, Charles E. Lyman, Eric Lifshin, Linda Sawyer, Joseph R. Michael :
Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis
Springer Science + Business Media, LLC, NY, 2007 ISBN 978-1-4613-4969-3
Brisset François (ed. sci.) : EBSD – Analyse par diffraction des électrons rétrodiffusés – Applications et techniques couplées.
GN-MEBA – novembre 2015, EDP SCIENCES, Les Ulis (2016).
Olaf Engler et Valerie Randle : Introduction to Texture Analysis – Macrotexture, Microtexture, and Orientation Mapping, 2nd edition.
CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL (2010).
Adam J. Schwartz, Mukul Kumar , Brent L. Adams et David P. Field (eds.) : Electron Backscatter Diffraction in Materials Science (Second edition).
Springer Science + Business Media, New York...
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