Ségrégation interfaciale et rupture : l'apport d'une approche atomistique "mixte"

Résumé
Dans un alliage, toute modification de l'environnement cristallographique s'accompagne d'une variation des concentrations locales des constituants de l'alliage. La ségrégation peut ainsi être induite par des distorsions de liaisons, comme au coeur des joints de grains, ou par des variations du nombre de coordination, comme en surface. Pour modéliser ces variations de composition interfaciale, les approches vont de la thermodynamique phénoménologique qui ne prend pas en compte la structure atomique des interfaces jusqu'aux calculs ab initio, qui ne permettent guère d'appréhender les forces motrices de la ségrégation interfaciale. Nous montrerons l'apport d'une approche `mixte' couplant modèle de gaz sur réseau et potentiels interatomiques dérivés de la structure électronique. Ceux-ci permettent de calculer les paramètres énergétiques du modèle de gaz sur réseau tout en prenant en compte l'influence des relaxations des distances interatomiques. Grâce à cette approche, nous pourrons comparer les forces motrices responsables des ségrégations superficielle et intergranulaire et discuter du rôle de la ségrégation interfaciale quand un joint de grains se scinde en deux surfaces en tête de fissure.