AMORPHIZATION OF NiZr INTERFACES UNDER CONTROLLED CONDITIONS OF DEFORMATION AND TEMPERATURE

Résumé
Nous proposons une nouvelle méthode de déformation mécanique d'une couple massif de diffusion qui permet de séparer le role de la déformation plastique sur la cinétique de réaction de l'effet thermique simultané. Des echantillons tricouches préparés en placant une feuille de Ni entre deux feuilles de Zr de 25 mm² sont soumis à une charge normale à l'interface allant jusqu'à 220 kN appliquée en 0.1 s environ. Le température effective de l'interface pendant le processus tourne autour de 100 C : elle est mesurée sur l'echantillon lui-meme en utilisant l'interface NiZr comme le point chaud d'une thermocouple NiZr vérifié par ailleurs sur des échantillons quelconques en utilisant une thermocouple très mince NiCr-NiAl. La section transverse des echantillons est préparée pour la microscopie électronique à transmission par décapage ionique sur un porte-objet refroidi à l'azote liquide. Les premiers résultats montrent la présence d'une couche amorphe à l'interface dont l'épaisseur dèpend de l'importance de la déformation plastique. La comparaison avec des vitesses de croissance de la phase amorphe observées après des traitements isothermes montre que la déformation mécanique augmente fortement le processus d'interdiffusion.

Abstract
We propose a novel method of mechanically deforming a bulk diffusion couple which allows to separate the effects of plastic deformation on the reaction kinetics from the concurrent thermal effects. Trilayer specimens prepared placing a Ni foil between two Zr sheets and having an area of about 25 mm² were subjected to a load normal to the interfaces of up to 220 KN applied in about 0.1 s. The effective interface temperature during this process, which was found to be of the order of 100 C, was measured on the sample itself using the NiZr interface as the hot junction of a NiZr thermocouple and checked on a dummy sample using a very thin NiCr-NiAl thermocouple. Cross sectional specimens for TEM were prepared by Ar ion beam milling on a liquid N2 cooled stage. First results show the presence of an amorphous layer at the Ni-Zr interface whose thickness depends on the amount of plastic deformation. Comparison with the growth rates of amorphous NiZr derived from isothermal annealing shows that the mechanical deformation strongly enhances the interdiffusion process.