SEGREGATION AT SPECIAL GRAIN BOUNDARIES IN Fe-Si ALLOY BICRYSTALS

Abstract
La ségrégation du silicium était étudiée avec la spectrométrie Auger aux joints de grains symmétriques Σ=3, {112} et Σ=5, {013} dans des échantillons bicrystallins d'un alliage Fe-12.9 at % Si qu'étaient équilibrés dans la région 773 - 1173 K. L'enthalpie de ségrégation, H = -8.1 ± 0.5 kJ/mol, et l'entropie, S = -6.9 ± 0.4 J/(mol K) étaient déterminées pour le joint de grain {013} aux températures 973 - 1173 K. Pour le joint de grand {112}, les valeurs correspondantes H = -4 ± 3 kJ/mol et S = -4 ± 3 J/(mol K) étaient obtenues. Aux deux joints, une diminution de la ségrégation du Si était observé à 773 K. De plus une distribution à profondeur élongée de l'enrichissement du Si était observée malgré les hautes températures et malgré les longs temps du chauffage. Ces deux phénomènes sont probablement causés par des effets de l'ordre dans cet alliage. L'addition du phosphore à cet alliage est la cause d'une diminution du content du Si au joint de grain {112}.

Abstract
The segregation of silicon to the Σ=3, {112} and Σ=5, {013} symmetrical grain boudaries was studied in well-defined bicrystals of an Fe-12.9 at % Si alloy annealed in the range 773 - 1173 K using Auger electron spectroscopy. The segregation enthalpy, H = -8.1 ± 0.5 kJ/mol, and entropy, S = -6.9 ± 0.4 J/(mol K), were determined for the {013} grain boundary in the temperature range 973 - 1173 K. For the {112} boundary the corresponding values H = -4 ± 3 kJ/mol and S = -4 ± 3 J/(mol K) were obtained. At both these boundaries, a decrease of the segregation of Si was observed at 773 K. In addition, a wide in-depth distribution of silicon enrichment was observed away from the boundaries in spite of relatively high annealing temperatures and times. Both effects are probably due to the ordering effects in this alloy. Addition of phosphorus to this alloy caused a depletion of silicon at the {112} grain boundary.