Publication : Laboratoire d'essais

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  - 329-0
  - RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
  - LABORATOIRE D'ESSAIS
  - LABORATOIRE
  - D’ESSAIS
  - MÉCANISME DE LA PRÉCIPITATION
  - DANS LES ALLIAGES TERNAIRE AL-SI-MG ET QUATERNAIRE AL-CU-SI-MG
  - par MM. André Guinier et Honoré Lambot.
  - PUBLICATION N° 126
  - (Extrait des Comptes Rendus de l’Académie des Sciences T. 227 P. 74-75, séance du 5 Juillet 1948)
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- - RADIOCRISTALLOGRAPHIE —- Mécanisme de la précipitation dans les alliages ternaire Al-Si-Mg et quaternaire Al-Cu-Si-Mg. Note de MM. André GUINIER et Honoré LAMBOT, présentée par M. Charles Mauguin.
  - Nous avons abordé l’étude du mécanisme de la précipitation de l’alliage ternaire Al-Si-Mg par la technique des diagrammes de diffusion des rayons X qui a été utilisée par l’un de nous pour l’étude de systèmes binaires à base d’aluminium (Al-Cu, Al-Ag, Al-Zn)(’).
  - Le diagramme de cet alliage ternaire montre que le précipité stable est le composé Mg,Si, qui peut se dissoudre à proportion maximum de 1,85 % à 595°. Nous avons utilisé un alliage à 0,48 % Si et o,5o % Mg rendu homogène par chauffage à 525°. Des diagrammes de diffusion de rayons X ont été faits sur un monocristal avec le rayonnement MoKa monochromatique. Le cristal a été soumis à des revenus progressifs jusqu’à précipitation complète.
  - D’après les résultats obtenus sur les alliages binaires, on prévoit que la première phase se produisant par vieillissement à la température ambiante est le rassemblement des atomes Si et Mg en petits amas aux nœuds du réseau. Mais, étant donnée la faible différence des pouvoirs de diffusion de ces deux éléments et de l’aluminium, il n’est pas possible de mettre en évidence ces amas. Pourtant leur présence est démontrée par l’augmentation de dureté de l’alliage par vieillissement à froid.
  - La première apparition d’une diffusion anormale se produit au cours d’un revenu vers 150°. Nous avons trouvé un type de diffusion que nous n’avions pas encore rencontré. Les zones de diffusion dans l’espace réciproque sont les trois familles de plan (( 100 )), l’intensité étant sensiblement constante sur toute leur surface. Dans l’espace cristallin, cela correspond à trois réseaux linéaires, parallèles aux axes < 100 > et ayant une période d’identité égale à la distance d,00 de la solution solide. L’épaisseur de ces zones planes de diffusion est très faible, ce qui prouve que ces réseaux linéaires ont une grande longueur (plusieurs centaines d’angstrôms).
  - (1) Journ. Phys., 8, 1942, p. 124; Métaux et Corrosion, 18, 1943, p. 209.
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  - Quand le revenu est poursuivi de 200° à 250°, les zones planes de diffusion subsistent mais l’intensité de la diffusion ne reste pas constante dans tout le plan. Les lieux de renforcement sont proches des rangées < 100 > de l'alumium sans leur être exactement confondus; il y a, d’autre part, des portions de plans comprises entre deux rangées consécutives sans diffusion.
  - Enfin les taches de diffraction de Mg2 Si apparaissent à partir de 300°. Elles sont situées en dehors des lieux de diffusion précédemment observés; elles sont nettes dès leur apparition et se renforcent progressivement quand on pousse le revenu jusqu’à 350°. Au-dessus de cette température, il y a commencement de redissolution du précipité. Même avec l’échantillon stationnaire, les taches de diffraction sont nombreuses, ce qui prouve que l’orientation des nouveaux cristaux par rapport à la matrice n’est pas déterminée par une épitaxie rigoureuse. Il semble que la relation générale satisfaite pour tous les cristaux du précipité est qu’un axe <110)> Mg2 Si soit confondu avec un axe < 100^> Al. Nous n’avons pas trouvé de taches de diffraction indiquant l’apparition d’une phase intermédiaire à structure cristalline bien définie et différente de la structure classique de Mg2 Si.
  - Nous proposons l’interprétation suivante, encore partielle d’ailleurs. Le fait caractéristique du système est que le précipité Mg2 Si a un caractère ionique accusé, donc que les éléments s’y trouvent à l’état électronique d’ions Mg++ et Si très différent de celui des atomes métalliques. Cette modification doit se faire quand les deux atomes se trouvent en présence dans les premiers amas, et immédiatement les liaisons électrostatiques ont tendance à les ordonner les uns par rapport aux autres. L’expérience montre que cet ordonnancement consiste en la formation de longues files. On remarque que la distance de deux voisins dans le réseau de AI (2,86 Â) est proche de la distance Si-Mg de Mg2Si (2,76 A). Si, dans le réseau de la solution solide on dispose une file d’atomes Si sur une rangée < 100 > et deux files d’atomes Mg sur les rangées < 100 ^> contiguës et coplanaires, on reproduit sans grande déformation la chaîne des ions existant dans le cristal Mg2 Si le long de l‘axe/1 10>>. C’est donc là une disposition possible des atomes Mg et Si à l’état ionique, ceux-ci restant cependant aux noeuds de la solution solide. En réalité, des perturbations se produisent certainement, mais en admettant que celles-ci laissent intacte seulement la périodicité le long de l’axe de la chaîne, on rend compte des diffusions observées dans les plans ((100)) de l’espace réciproque. Une fois les chaînes formées, elles s’ordonnent entre elles progressivement, ce qui se traduit par des variations d'intensité dans la surface des plans de diffusion.
  - Mais l’état de ces amas n’est pas stable; à plus haute température, des germes du cristal Mg2Si à symétrie cubique apparaissent, point de départ de la croissance des cristaux du précipité. Tous ces germes ont leur axe < 110>
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  - suivant < 100 > Al, ce qui explique l’orientation observée pour les cristaux du précipité. Il s’agit donc là d’une épitaxie linéaire, alors que l’épitaxie classique est planaire.
  - Dans l’alliage quaternaire Al-Cu-Si-Mg il semble qu’il y ait superposition de deux phénomènes : une précipitation analogue à celle du système Al-Cu et une précipitation du type Al-Si-Mg mais conduisant au composé quaternaire Cu Mgs Si, Al, au lieu de Mg2 Si.
  - (Extrait des Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences, t. 227, p. 74-75, séance du 5 juillet 1948.)
  - GAUTHIER-VITLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE DES COMPTES RENDUS DES SÉANCES DE L'ACADÉMIE DES SCIENCES.
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  - Paris. — Quai des Grands-Augustins, 55
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