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Dislocation nucleation at metal-ceramic interfaces

Authors
Journal
Acta Metallurgica et Materialia
0956-7151
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
40
Identifiers
DOI: 10.1016/0956-7151(92)90291-l

Abstract

Résumé Le comportement fragile-ductile des interfaces me´tal/ce´ramique est discute´en supposant que la re´ponse me´canique d'une fissure interfaciale est controˆlée finalement par la compe´tition entre la de´cohe´sion atomique et la germinaton de dislocations en avant de l'extreˆmitéde la fissure. Comme dans les denie`res versions due mode`le de Rice et Thomson, cette compe´tition peuteˆtreévaluée en fonction du parame`tre G cliv, du taux de libe´ration de l'e´nergie pour le clivage de l'interface me´tal/ce´ramique et de G disl., le taux de libe´ration de l'e´nergie associéea`l'émission d'une seule dislocationa`l'intérieur du me´tal. Les diffe´rents mode`les de germination de dislocations sont discute´s, en insistant sur une approche qui utilise une pseudo contrainte de Peierls, fonction des relations de de´placement dans un plan de glissement en avant de l'extreˆmitéd'une fissure. Un re´sultat analytique re´cent de Rice montre que pour un mode II ou III de fissure de cisaillement, avec un plan de glissement paralle`le au plan de la fissure, une dislocation este´mise lorsque G = γ ei ( G est le taux de libe´ration de l'e´nergie correspondant au champ de contrainte “écranté” de l'extreˆmitéde la fissure et γ us est l'e´nergie d'“empilement instable” associe´e au glissement des plans atomiques l'un sur l'autre). Ce traitement permet l'existence d'un coeur de dislocatione´tendu, ce quie´limine la ne´cessite´de connaitre les rayons de coupure du coeur exige´s par le mode`le de Rice et Thomson. Les re´sultats sont pre´sente´s ici pour la germination de dislocations avec des hypothe`ses pus re´alistes pour des fissures me´tal/ce´ramique, cést-a`-dire l'e´mission sur des plans de glissement incline´s dans un champ de mode mixtea`l'extrêmitéde la fissure. Le cas spe´cifique d'un cristal de cuivre lie´sur une face {221} a`du saphir est analyse´et les re´sultats sont utilise´s pour interpreˆter les observations expe´rimentales re´centes de Beltz et Wang [ Acta metall. mater. 40, 1675 (1992)] sur la te´nacite´directionnelle sur ce type d'interface.

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