Hautes pressions

Mécanismes de transitions de phase

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Figure 1: Microstructure induite par la transformation alpha-epsilon du fer sous pression mesurée par tomographie à rayons X, Boulard et al, Acta Materialia 192, 30-39 (2020)

Mécanismes de transitions de phase

Les transitions de phase solide-solide sont des phénomènes complexes qui s’étendent sur plusieurs échelles de temps et de longueur, depuis le réarrangement local des atomes jusqu’à l’évolution de la microstructure du matériau. Les recherches menées dans le laboratoire visent à élucider :

  • La séquence des mécanismes locaux qui conduisent la transition entre les phases ;
  • La réponse temporelle caractéristique des transformations sous des chargements dynamiques ;
  • L’impact du taux de chargement sur les déviations par rapport au diagramme de phase d’équilibre et sur l’introduction d’une compétition entre les mécanismes de déformation. L’exploration de la large gamme d’échelles de temps et de longueur d’intérêt repose sur une utilisation synergique d’outils expérimentaux (rayonnement synchrotron, cellules à enclumes de diamant statiques/dynamiques, presses de grand volume, chocs laser) et numériques (calculs ab initio, dynamique moléculaire, mécanique des milieux continus).
Deformation and nucleation of twins in a TATB polycrystal under shock loading, Lafourcade et al, Physical Review Materials 3, 053610 (2019).

Figure 2:

Deformation and nucleation of twins in a TATB polycrystal under shock loading, Lafourcade et al, Physical Review Materials 3, 053610 (2019).

Courbe de niveau des images intégrées de diffraction des rayons X recueillies à la transition de phase β-γ dans l’étain à un taux de compression de ~10 GPa/ms à l’aide d’une cellule dynamique à enclume de diamant.

Figure 3:

Courbe de niveau des images intégrées de diffraction des rayons X recueillies à la transition de phase β-γ dans l’étain à un taux de compression de ~10 GPa/ms à l’aide d’une cellule dynamique à enclume de diamant.

Publications

  1. B. Dupé, B. Amadon, Y.-P. Pellegrini, C. Denoual, Mechanism for the α-ε phase transition in iron, Phys. Rev. B 87, 024103 (2013) DOI
  2. A. Dewaele, C. Denoual, S. Anzellini, F. Occelli, M. Mezouar, P. Cordier, S. Merkel, M. Véron, E. Rausch, Mechanism of the α-ε phase transformation in iron, Phys. Rev. B 91, 174105 (2015) DOI
  3. C. Pépin, A. Sollier, A. Marizy, F. Occelli, M. Sander, R. Torchio, P. Loubeyre, Kinetics and structural changes in dynamically compressed bismuth, Phys. Rev. B. 100, 060101 (2019) DOI
  4. L. Soulard and O. Durand, Observation of phase transitions in shocked tin by molecular dynamics, J. App. Phys. 127, 165901 (2020) DOI
  5. C. Pépin, R. Torchio, F. Occelli, E. Lescoute, O. Mathon, V. Recoules, J. Bouchet, L. Videau, A. Benuzzi-Mounaix, T. Vinci, R. Briggs, S. Pascarelli, R. Gaal, P. Loubeyre and A. Sollier, White-line evolution in shocked solid Ta evidenced by synchrotron x-ray absorption spectroscopy, Phys. Rev. B 102, 144102 (2020) DOI
  6. N. Bruzy, C. Denoual, A. Vattré, Polyphase crystal plasticity for high strain rate: Application to twinning and retwinning and tantalum, J. Mech. Phys. Sol. 166, 104921 (2022) DOI

Chercheurs impliqués

B. Amadon, E. Barraud, R. Béjaud, N. Bruzy, C. Denoual, A. Dewaele, T. Géral, B. Jodar, P. Lafourcade, P. Loubeyre, J.-B. Maillet, F. Occelli, Y.-P. Pellegrini, C. Pépin, V. Recoules, A. Sollier, L. Soulard, L. Toraille, L. Videau