Publication : Laboratoire d'essais

- - RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
  - LABORATOIRE D'ESSAIS
  - LABORATOIRE
  - D’ESSAIS
  - ÉTUDE DE L’ORDRE DANS UNE SOLUTION SOLIDE MÉTALLIQUE PAR LE DIAGRAMME DE DIFFUSION DES RAYONS X
  - par MM. André Guinier & R. Griffoul
  - PUBLICATION N° 1OO
  - (Extrait des Comptes Rendus de l'Académie des Sciences T. 221 - P. 555-557 - 5 Novembre 1945)
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- - MÉTALLOGRAPHIE. — Étude de l’ordre dans une solution solide métallique par le diagramme de diffusion des rayons X. Note de MM. André GUINIER et R. GRIFFOUL.
  - Un réseau géométriquement parfait, aux nœuds duquel alternent des atomes de deux sortes, de façon plus ou moins irrégulière, n’a pas une périodicité parfaite. Il en résulte qu’un tel cristal diffuse les rayons X en dehors des directions de réflexion sélective (réflexion de Bragg). Nous allons montrer comment, de l’étude expérimentale de ces diffusions, on peut tirer des renseignements sur le mode de répartition des atomes dans la maille, c'est-à-dire le degré d’ordre de l’alliage.
  - Prenons l’exemple schématique d’un réseau à une dimension garni d’atomes A et B en nombre égal. Le réseau est ordonné lorsque la succession des atomes est AB AB .... Le degré d’ordre à petite distance peut être défini par la probabilité a pour un atome d’avoir un voisin de même nature (1). o=0 pour le réseau ordonné, et o =1/2 pour le réseau parfaitement désordonné. On peut calculer le diagramme de diffraction en
  - fonction du paramètre a. Pour a = o, on a la succession des raies normales
  - et des raies de surstructure, et aucun fond continu de diffusion. Quand l’ordre n’est pas parfait, a est différent de zéro mais reste petit; chaque
  - raie de surstructure est remplacée par une zone de diffusion d’intensité
  - de plus en plus faible et de plus en plus large à mesure que le désordre s’accroît. Quand o=1/2, le désordre est complet et il existe un fond continu. On retrouve, dans ce cas particulier, pour le fond continu la valeur que Laue avait indiquée dans son calcul général de la diffusion pour une solution solide parfaitement désordonnée (2) : la diffusion est analogue à celle d’un gaz, c’est-à-dire qu’elle présente un maximum d’intensité au centre du diagramme. Donc de la courbe de variation de la diffusion, que l’on peut trouver expérimentalement, on peut déduire une valeur du degré d’ordre o.
  - Dans la présente Note nous décrirons seulement les diagrammes faits dans le but d’appliquer cette méthode et les premiers résultats qualitatifs qu’on en tire.
  - (1) Nix et SHOCKLEY, Review of Modern Physics, 10, i, janv. 1938.
  - (2) LAUE, Ann. der Phys., 56, 1918, p. 497.
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- - .(2)
  - 1. Alliage or-argent équiatomique Au-Ag. — Cette solution solide ne présente pas de surstructure : on admettait donc qu’elle était parfaitement désordonnée. Si cela était, comme nous venons de le rappeler, la diffusion serait maximum vers les petits angles. Nous avons fait le diagramme de diffusion d’un échantillon microcristallin avec le rayonnement mono-chromatisé Cu Ka. Quelques heures de pose font apparaître un très faible anneau diffus à la place de la raie 100, c’est-à-dire à la place d’une raie possible de structure. Les atomes d’argent et d’or ont donc, même dans cet alliage, un ordre partiel : un atome tend à s’entourer d’atomes de l’autre sorte. ,
  - 2. Alliage or-cuivre Au-Cu,. — Il se présente à l’état désordonné au-dessus de 388°, et ordonné au-dessous.
  - Un échantillon monocristallin, trempé à partir d’une température supérieure à 4°°°? donne un diagramme de diffusion avec un anneau à la place de la raie 100. Mais on peut s’imaginer que l’alliage a pu s’ordonner au cours de la trempe insuffisamment rapide, pour conserver intact l’état du métal à haute température. Aussi avons-nous dû faire des diagrammes de diffusion à haute température, ce qui présente de nombreuses difficultés expérimentales (nécessité d’avoir un très bon vide ou une atmosphère .
  - d’hydrogène). Les diagrammes de diffraction présentent encore un anneau : S
  - celui-ci est plus intense à 400°, c’est-à-dire juste au-dessus de la température critique, qu’à 55o°. Ceci est une vérification directe de la théorie de Bethe; l’ordre à petite distance existe même dans l’alliage désordonné, et le degré d’ordre décroît quand la température s’élève.
  - Sur des échantillons trempés et soumis à des revenus progressifs, nous avons suivi la formation des raies de surstructure (notamment des raies ioo et 110). L’anneau primitif se renforce pour devenir la raie ioo. Le maximum de diffusion aux environs de la raie iio n’apparaît pas aux premiers stades de la transformation vers l’ordre. Quand il se manifeste, il est dédoublé, les deux composantes deviennent progressivement plus intenses et plus rapprochées et se fondent en la raie unique Iio. Nous n’avons pas encore interprété ce phénomène; il laisse supposer que le mécanisme de la formation de la surstructure est plus complexe qu’on ne pouvait l’imaginer.
  - 3. Nous avons aussi étudié les diagrammes de diffusion d’un monocristal de l’alliage Au-Cu, trempé et revenu, c’est-à-dire en état d’ordre partiel. On y trouve, comme les résultats précédents permettaient de le prévoir, des zones de diffusion à la place des taches de surstructure. Mais il en est d’autres qui entourent les taches de diffraction normales du réseau désordonné. Celles-ci, d’après les calculs, ne peuvent pas être produites par un arrangement particulier d’atomes aux noeuds d’un réseau cubique
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- - parfait. On doit supposer qu’en même temps que l’alliage s’ordonne, le réseau cristallin subit des déformations.
  - Nous poursuivons l’étude de ces différents diagrammes pour en tirer des conclusions quantitatives sur l’état réel du réseau.
  - (Extrait des Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. 221, pp. 555-557, séance du 5 novembre 1965.)
  - Dépôt légal d’éditeur. — 1946. — N° d’ordre 64.
  - Dépôt légal d’imprimeur. — 1946. — N” d’ordre 144.
  - GAUTHIER—VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L’ACADÉMIE DES SCIENCBS.
  - 123748-46
  - Paris. — Quai des Grands-Augustins, 55.
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