L'observation en microscopie électronique révèle comment la déformation par glissement des joints de grains s'accomplit atome par atome dans un métal polycristallin de platine. L'image montre la structure atomique d'un joint de grain entre deux grains adjacents où les atomes de platine sont colorés respectivement en jaune et rose. L'orientation de l'arrangement atomique ordonné dans les grains adjacents change brusquement à travers la limite de grain atomiquement nette. Crédit :Yin Zhang
Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine et aux États-Unis a découvert qu'il est possible de suivre le glissement des joints de grains dans certains métaux à l'échelle atomique à l'aide d'un microscope électronique et d'un traqueur automatique d'atomes. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit son étude du platine à l'aide de sa nouvelle technique et la découverte qu'il a faite en le faisant.
Les scientifiques étudient les propriétés des métaux depuis de nombreuses années. En savoir plus sur la façon dont les grains de cristal de certains métaux interagissent les uns avec les autres a conduit au développement de nouveaux types de métaux et d'applications pour leur utilisation. Dans leurs efforts récents, les chercheurs ont adopté une nouvelle approche pour étudier le glissement qui se produit entre les grains et, ce faisant, ont appris quelque chose de nouveau.
Lorsque les métaux cristallins sont déformés, les grains qui les composent se déplacent les uns contre les autres et la façon dont ils se déplacent détermine bon nombre de leurs propriétés, telles que la malléabilité. Pour en savoir plus sur ce qui se passe entre les grains de ces métaux lors de la déformation, les chercheurs ont utilisé deux types de technologies :la microscopie électronique à transmission et le suivi automatisé des atomes.
La microscopie électronique à transmission consiste à tirer des électrons sur une cible et à analyser les formes qui se forment lors de leur passage. Et les suiveurs automatiques d'atomes sont des routines logicielles conçues pour étudier plusieurs images et suivre le mouvement d'objets tels que des atomes. En combinant ces technologies, les chercheurs ont pu prendre plusieurs images de grains de platine et suivre l'action des atomes sur leurs bords lorsque les grains interagissaient entre eux lors de la déformation. Ils ont pu observer le glissement qui se produisait entre les grains, mais ils ont également découvert quelque chose de nouveau :parfois, pendant le glissement, un ou plusieurs atomes sautaient d'un grain à l'autre et, ce faisant, les frontières entre eux se transformaient en s'adapter au changement d'emplacement des atomes qui s'étaient déplacés.
Les chercheurs suggèrent que leur technique, en plus de révéler un mode de couplage de grains jusque-là inconnu, améliore la compréhension des processus à l'échelle atomique dans certains matériaux polycristallins.
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