THEORETICAL ASPECTS OF THE INTERACTION BETWEEN GRAIN-BOUNDARIES AND IMPURITIES

Résumé
On décrit dans cet article l'interaction impureté-joint de grains dans une solution solide à l'équilibre. On passe d'abord en revue les différents termes de l'interaction élastique, puis on calcule l'interaction électronique d'une impureté hétérovalente avec un joint dans un cristal métallique normal. On utilise des interactions de paires déduites de pseudopotentiels pour calculer d'abord l'énergie de joints de grains, la méthode étant ensuite étendue au calcul de l'interaction avec une impureté. L'interaction est oscillante et décroît avec la distance comme ~ r^-2. L'énergie de liaison résultante a un ordre de grandeur comparable à celle d'origine élastique pour les joints fortement désorientés.

Abstract
We describe in this paper the interaction between impurity and grain-boundary in solid solutions at the equilibrium. The different terms of the elastic interaction are first reviewed. One then calculates the electronic interaction of a heterovalent impurity with a boundary in a crystal of normal metal. One use pair interactions deduced from pseudo-potentials to calculate grain-boundary energies, the method being then extended to the calculation of the interaction with an impurity. This interaction is found oscillating and decreases with the distance as r^-2. The resulting binding energy can be sizeable when compared with the elastic effect for highly misoriented boundaries.