[Article] Mécanisme de sélection de l’orientation cristalline lors de la croissance compétitive amorphe/cristal

Les alliages biphasés amorphes/nanocristallins présentent souvent des propriétés améliorées par rapport alliages monophasés amorphes ou nanocristallins. Ces matériaux biphasés sont généralement composés de grains nanocristallins noyés dans une matrice amorphe. En revanche, un nouveau type de films métalliques biphasés a récemment été signalé, dans lequel des régions cristallines en forme de cône évoluent en raison de la croissance compétitive entre les phases amorphe et cristalline avec l'augmentation de l'épaisseur du film. Nous démontrons ici que, contrairement aux alliages biphasés amorphes/nanocristallins conventionnels, les films minces du système Zr-V présentent une croissance compétitive cristalline/amorphe au cours de laquelle se développe une orientation cristalline préférentielle. En nous appuyant sur des observations de figures de pôles, le développement d'une orientation préférentielle selon les plans cristallographiques (110) est observé avec l'augmentation de l'épaisseur du film. L'analyse par microscopie électronique en transmission à haute résolution révèle que les régions cristallines sont formées par des nano-branches qui croissent selon les directions <110>. Sur la base de ce résultat, ainsi que des observations de microscopie électronique à balayage et à transmission, le développement de l'orientation préférentielle en fonction de l'épaisseur est associé à la rencontre entre des régions cristallines en forme de cône. Ce processus déclenche un mécanisme de croissance sélective qui favorise la sélection des nano-branches se développant dans des directions proches de la direction de croissance du film. Ces résultats et analyses constituent une avancée dans la compréhension de la cinétique de croissance des alliages biphasés présentant des microstructures complexes.

Auteurs

Alejandro Borroto^a,b, Edgar Chaslin^b, Stéphanie Bruyère^a, Zil Fernández-Gutiérrez^a, Quentin Liebgott^a, Jean-François Pierson^a, David Horwat^a
aUniversité de Lorraine, CNRS, IJL, Nancy F-54000, France
^bUniv Rennes, CNRS, IETR-UMR 6164, Rennes F-35000, France

Références

Journal of Alloys and Compounds 1006 (2024) 176270
 

DOI

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176270