"IN SITU" SYNCHROTRON WHITE BEAM X-RAY TOPOGRAPHIC STUDY OF GRAIN BOUNDARY MIGRATION

Abstract
Les méthodes d'observation utilisées jusqu'ici (microscopie optique, microscopie électronique...) n'ont pas donné toutes les informations nécessaires à la compréhension des mécanismes de migration des joints de grains. L'objet de ce travail est de montrer que des précisions peuvent être apportées par Topographie en Rayonnement X Blanc Synchrotron. Comme cette méthode permet un contrôle continu du déplacement des joints de grains aussi bien que de la qualité et de la densité des défauts, "in situ" et en Temps Réel, il a été possible d'établir que les joints de grains qui se déplacent au cours de la recristallisation d'un grain nucléé pendant le recuit d'un monocristal d'aluminium déformé : 1°) présentent un facettage évolutif, 2°) ont des vitesses et des structures dépendant de leur inclinaison par rapport au réseau cristallin du cristal qui croît, 3°) sont soumis à des contraintes internes s'étendant de 10^-7 G (G étant le module de cisaillement) à la limite nécessaire pour la génération de dislocations de matrice. Le troisième point a été confirmé par des expériences sur des polycristaux d'aluminium et de titane β. Tous ces résultats supportent un mécanisme de migration des joints de grains par transfert d'atomes. Ils indiquent également que ce mécanisme peut etre troublé par des contraintes internes se développant localement dans le joint.

Abstract
The methods of observation used so far (optical microscopy, electron microscopy...) do not give all the details necessary for the comprehension of mechanisms of grain boundary migration. The purpose of this work is to show that further information can be obtained by Synchrotron White Beam X-Ray Topography. As this method permits continuous monitoring of grain boundary displacement as well as species and density of localized defects "in situ" and in Real Time, it has been possible to establish that the grain boundaries which are moving during the recrystallization of a grain formed upon annealing of a deformed single crystal of aluminum : 1°) present an evolutionary faceting, 2°) have velocities and structure depending on their inclination relatively to the growing grain lattice, 3°) are submitted to internal stresses ranging from 10^-7 G (G being the shear modulus) to the limit necessary for the production of lattice dislocations. The third point has been confirmed by experiments on polycrystals of aluminum and of β titanium. All these results are in favour of a grain boundary migration mechanism involving atom transfering across the boundary. They also indicate that the mechanism can be disturbed by stresses spreading out locally in the boundary.