Frottement intérieur et microdéformation liés aux propriétés intrinsèques des dislocations : relaxation de Bordoni

Internal friction and microdeformation due to intrinsic properties of dislocations : Bordoni relaxation

¹ Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (E.R.A. C.N.R.S. n° 463), I.N.S.A. de Lyon - Bât. 502, 20, avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, Cedex, France.
² Laboratoire de Génie Atomique - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne 33, avenue de Cour, CH 1007 Lausanne, Suisse.

Résumé

Une revue bibliographique des phénomènes de relaxation dus aux propriétés intrinsèques des dislocations (relaxation de Bordoni) est présentée.

Les pics de Bordoni ont d’abord été observés dans les métaux c.f.c. De l’ensemble des résultats de la littérature, les propriétés essentielles de cette relaxation peuvent être dégagées. La grande stabilité des pics de Bordoni lors des recuits après déformation plastique permet de penser que la relaxation est due aux propriétés intrinsèques des dislocations. Pour développer ce point, nous présentons les principaux modèles théoriques proposés : les modèles basés sur la création thermiquement activée de doubles décrochements, les modèles de relaxation due à la diffusion des décrochements, les autres théories faisant intervenir le mouvement des crans ou des dipôles. Une comparaison avec les résultats expérimentaux permet de conclure que le modèle des doubles décrochements est celui qui donne la meilleure interprétation de ces résultats.

Puis, les résultats obtenus dans les métaux h.c., c.c et les matériaux non métalliques sont passés en revue. Dans ces matériaux, le nombre élevé des phénomènes de relaxation observés et les grandes divergences entre les auteurs permettent difficilement d’attribuer un mécanisme précis à chacun des pics de frottement intérieur.

Enfin, une revue des études de microplasticité effectuées dans le domaine de température des pics de Bordoni est présentée pour mettre en évidence une corrélation entre les mécanismes de micro- plasticité et de frottement intérieur. Cette analyse est cohérente avec l’existence d’une contrainte de Peierls de l’ordre de 10^–3-10^–4 µ dans les métaux c.f.c.

Abstract

The Bordoni peaks were first observed in f.c.c metals and the essential features of this relaxation can be deduced from the whole experimental results found in literature. The strong stability of the Bordoni peaks during annealing after cold-work allows us to think that the Bordoni relaxation is linked to the intrinsic properties of dislocations.

To develop this point we present the principal theoretical models : the models of relaxation due to the thermally activated nucleation of double-kinks, the models based on the kink diffusion and the other theories based on the motion of dipoles and jogs. A comparison with the experimental results led us to conclude that the double-kink relaxation model is better for interpreting these results.

Then, the results obtained in h.c.p. and c.c. metals and in ionic and covalent materials are considered. In these materials, there are many relaxation phenomena and a great difference between authors’ results. Therefore, it is difficult to attribute a precise mechanism to each internal friction peak.

Furthermore, the studies of microplasticity in the temperature range of the Bordoni relaxation are considered: a correlation between the mechanism of microplasticity and of internal friction is shown. This analysis is coherent with the existence of a Peierls stress of about 10^–3-10^–4 μ in f.c.c.metals.