TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY OF WEAKLY DEFORMED ALKALI HALIDE CRYSTALS

Résumé
La microscopie électronique par transmission est appliquée à l'étude de l'arrangement des dislocations dans des cristaux d'halogénures alcalins orientés suivant l'axe [001] (orientation pour glissement quadruple) déformés jusqu'au stade I de la courbe d'écrouissage. L'étude a porté principalement sur des cristaux de NaCl à (0,1-1) mole % de NaBr, car ils présentent un stade I particulièrement long. Le temps disponible pour l'observation des spécimens est limité par des lésions d'irradiation dans le microscope. Une réduction optimale de ces lésions est obtenue par refroidissement des lames minces (~ 18 K) et par utilisation d'un microscope électronique à haute tension (400 kV). Pour éviter les réarrangements résultant de la manipulation des lames minces et tout particulièrement du refroidissement, on a immobilisé les dislocations par une irradiation des échantillons aux rayons X. On observe principalement des dislocations d'un système de glissement de type {110} < [MATH]10 > montrant la déformation des cristaux essentiellement par glissement simple. La densité des dislocations secondaires, en général groupées localement, est relativement petite et dépend légèrement de la concentration du Br^-. On constate que dans le NaCl pur et le NaCl à 0,1 mole % de NaBr les dislocations vis contiennent fréquemment de longs crans liés aux dipôles des dislocations coins. En conséquence, la tension de fluage est très probablement déterminée par des dislocations vis qui se courbent entre les crans, comme proposé par Gilman et Johnston. Dans les cristaux à 1 mole % de NaBr, les dislocations sont courbées, mais ne contiennent pas de crans. Ces observations indiquent que le processus des crans est supprimé dans le NaCl en augmentant la concentration du Br^-.

Abstract
NaCl and NaCl-(0.1-1) mole-% NaBr crystals having [001] orientation were plastically deformed into Stage I of the work-hardening curve. The dislocation structure thus introduced has been analyzed by transmission electron microscopy with respect to the deformation behaviour. The excessive radiation damage of the alkali halides, which limits observation times under normal operating conditions to the order of seconds only, has been restricted by cooling the specimens (~ 18 K) and using high accelerating voltages (400 kV). The dislocations were pinned by X-irradiation to prevent rearrangements resulting from specimen handling and especially from cooling. Generally dislocations of one glide system {110 } < [MATH]10 > are observed indicating that easy glide is characteristic of Stage I. The density of secondary dislocations, which generally are clustered locally, is relatively low and varies slightly with Br^--content. In pure NaCl and NaCl-0.1 % NaBr screw dislocations are observed to contain frequently long jogs with attached edge dislocation dipoles. Accordingly the flow stress is very probably determined by the bowing of screw dislocations between jogs as proposed by Gilman and Johnston. For a Br^--content of 1 % the screw dislocation lines are smooth and strongly bowed out indicating that with increasing Br^--content the jog process is gradually suppressed.