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Modélisation de l’évolution de la structure des polycristaux

par Anne-Marie - publié le , mis à jour le

La plupart des matériaux solides sont polycristallins, c’est-à-dire composés de grains cristallins séparés par des joints de grain.

Les grains sont tous équivalents à une rotation près, et les propriétés des joints de grain dépendent de l’orientation relative des deux grains voisins. En particulier, l’énergie libre positive associée à un joint de grains dépend de l’orientation relative des deux grains qu’il sépare. Lors d’un recuit,
l’énergie libre du système peut diminuer en éliminant des joints de grain : les grains grandissent (mûrissent). Après un temps suffisamment long, la distribution de taille des grains devrait tendre vers une forme universelle qui est indépendante de la condition initiale.

Ce problème a été étudié en détail dans des films minces métalliques, et de nombreux simulations numériques en deux dimensions ont déjàété effectuées, avec des résultats contradictoires. Dans le cadred’une collaboration entre le PMC et le Wigner Research Institute,Budapest, Hongrie, nous avons étudié ce problème à l’aide d’un modèlede champ de phase avec champ d’orientation, dans lequel l’orientation des cristaux est décrit par un champ d’orientation continu. Cette collaboration a été soutenue par le programme de partenariat HubertCurien du minitère des affaires étrangères pendant deux ans.

Grain coarsening in two-dimensional phase-field models with an orientation field
Bálint Korbuly, Tamás Pusztai, Hervé Henry, Mathis Plapp, Markus Apel, and László Gránásy
Phys. Rev. E 95, 053303 – Published 9 May 2017

Physical Review E

Hervé Henry