Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 3
La Figure 3-53 montre les profils de concentration en aluminium et silicium à l’interface entre les
grains d’AlON et le verre C1. On distingue au centre le liant vitreux entouré par deux interfaces (zone
1 et zone 2). On remarque que la largeur des interfaces varie. L’interface 2 a une épaisseur d’environ
90 nm alors que l’interface 1 a une épaisseur d’au moins 280 nm. Cette interface est sans doute plus
large car le taux d’aluminium n’est pas très élevé (40% au lieu de 58%).
% massique en élèments
70
60
50
40
30
20
Zone 1 Zone 2
Al
Si
10
0
0 500 1000 1500 2000 2500
1 2 Distance (nm)
3
Figure 3-53 : Profil de concentration de Al et Si à l’interface grains/verre (AlON, C1, 1300°C)
L’interface 2 a une largeur plus faible que celle de l’interface 1. Cet écart est-il un artefact
d’échantillon de transmission ? La différence d’orientation entre ces deux interfaces, schématisées sur
la Figure 3-54 peut-elle engendrer une telle différence de largeur de zone de diffusion ? Imaginons le
cas où la zone de diffusion est nulle et évaluons la taille de la zone où la concentration en éléments va
varier. Si l’interface n’est pas abrupte, l’épaisseur de diffusion (d) augmente avec l’augmentation de
l’épaisseur de la lame mince (e) et la diminution de l’angle (). En première approximation,
l’épaisseur peut être estimée à 100 nm. La largeur de diffusion varie alors avec l’angle. Si l’angle est
de 10° alors l’épaisseur de diffusion vaut 570 nm. De la même manière si l’angle est égal à 60° alors la
largeur de diffusion vaut 60 nm.
verre abrasif verre
abrasif e
e
d
d
Figure 3-54 : Schéma des interfaces (Zone 2 à gauche et Zone 1 à droite)
Ces rapides estimations montrent clairement que la configuration des interfaces peut avoir une
très forte influence sur la largeur de la zone de diffusion. Mais l’observation directe des interfaces
permet quand même de savoir si l’interface est plus ou moins abrupte. Dans de cas de notre
échantillon, l’interface 2 étant plus « abrupte », la largeur de diffusion réelle est sans doute proche de
90 nm.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
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