10 research outputs found
PLASTIC DEFORMATION OF SLIGHTLY REDUCED RUTILE
Des monocristaux de rutile ont été réduits à la température de 1323 K sous faible pression partielle d'oxygène à différentes compositions dans l'intervalle TiO2,0000 - TiO1,9965 puis déformés plastiquement en compression uniaxiale à la même température, tout en maintenant la composition. La variation de la limite élastique en fonction de l'écart à la stoechiométrie montre qu'il existe deux régimes dans le comportement mécanique de TiO2-x en fonction de la valeur de x. Dans le premier régime c'est à dire pour de faibles degrés de réduction (O/Ti > 1,9985), la limite élastique diminue quand l'écart à la stoechiométrie augmente. Pour des degrés de réduction plus important (O/Ti ≤ 1,9985), on observe un fort effet de durcissement : la limite élastique augmente quand l'écart à la stoechiométrie augmente. Des mesures du volume d'activation dans ces deux régimes suggèrent que le comportement mécanique du rutile réduit à 1323 K peut être analysé en termes d'interaction entre dislocations et défauts ponctuels : défauts ponctuels intrinsèques (titane interstitiel) aux forts degrés de réduction et impuretés extrinsèques pour des compositions se rapprochant de TiO2.Rutile single crystals were reduced at the temperature of 1323 K under low oxygen pressure to different compositions in the range TiO2.0000 - TiO1.9965 and plastically deformed under uniaxial compression at the same temperature while maintaining the composition. The dependence of the flow stress on the departure from stoichiometry suggests that two regimes of mechanical behavior exist for TiO2-x depending on the value of x. In the first regime, i.e. for slight degrees of reduction (O/Ti > 1.9985), the flow stress decreases when O/Ti decreases. For larger degrees of reduction (O/Ti ≤ 1.9985) a marked hardening effect is observed and the flow stress increases as the departure from stoichiometry increases. Measurements of the activation volume in these two regimes suggest that the plastic behavior of rutile reduced at 1323 K could be explained in terms of interaction between dislocations and point defects, i.e. intrinsic point defects (titanium interstitials) at the largest departures from stoichiometry and extrinsic impurities for compositions close to TiO2
Structure of cation interstitial defects in nonstoichiometric rutile
New cation interstitial defect models are derived for substoichiometric rutile TiO2-x. These consist of linear arrangements, along [100] or [010], containing two face-shared octahedral pairs of trivalent cations. Diffusion mechanisms are described whereby these may readily aggregate to form pairs of crystallographic shear planes, as observed recently by high-resolution electron microscopy, when TiO2-x specimens are cooled relatively slowly from 1 050 °C. Electrostatic arguments explain why these defects have very much lower formation and migration energies than the traditional « point defect » interstitial model.On présente ici de nouveaux modèles de défauts interstitiels pour accommoder la nonstoechiométrie du rutile peu réduit TiO2-x. Ces défauts consistent en des arrangements linéaires, le long de directions [100] ou [010], de paires de cations trivalents situés au centre d'octaèdres d'oxygène ayant une face en commun. On décrit ensuite les mécanismes de diffusion permettant l'aggrégation de tels défauts pour donner naissance à des paires de plans de « cisaillement cristallographique », ainsi que cela a été récemment observé en microscopie électronique à haute résolution dans des cristaux TiO2-x refroidis relativement lentement depuis la température de réduction de 1 050 °C. Des considérations relatives à l'énergie électrostatique expliquent pourquoi ces défauts ont une énergie de formation et de migration beaucoup plus basse que les défauts « ponctuels » traditionnels
DIRECT OBSERVATION OF DISORDER WITHIN CRYSTALLOGRAPHIC SHEAR DEFECTS IN DEFORMED AND NON-STOICHIOMETRIC RUTILES
On a observé par microscopie électronique à haute résolution avec une résolution ponctuelle de 2,3 Å des lamelles de mâcle mécanique, ainsi que les dislocations associées, dans le rutile TiO2,0000 et de nouveaux défauts de cisaillement cristallographique (CC) dans un échantillon de rutile non-stoechiométrique déformé de composition TiO1,9966. Certaines des images obtenues se sont avérées directement interprétables en termes de position des colonnes d'atomes de titane vues en projection le long des axes [100] et [1[MATH]1]r ; de là on a pu déduire des modèles structuraux pour différents défauts observés. En utilisant la cellule sous atmosphère contrôlée d'un microscooe à 1 MeV, on a également observé à plus faible résolution le recuit in situ de mâcles mécaniques. Parmi les nouveaux types de défauts de CC mis en évidence, ont été identifiés des plans de CC (143)r d'orientation intermédiaire entre les deux orientations bien connues (132)r et (011)r. On a également observé des défauts isolés constitués de séquences uniformes et de séquences non uniformes de marches de types (121)r et (011)r ainsi que d'étroites paires de défauts de CC présentant des degrés variables de désordre, aussi bien par rapport à l'orientation moyenne qu'à la structure de la paire. Enfin, on a mis en évidence dans le rutile faiblement réduit des défauts autres que des plans de CC, qui donnent naissance à une modulation des franges (011)r et (110)r ainsi que des contrastes non complètement interprétés mais suggérant une aggrégation de défauts ponctuels.High resolution electron microscope images have been obtained at ~2.3 Å point resolution showing mechanical twin lamellae with associated twin dislocations in stoichiometric TiO2.0000 and also a variety of novel crystallographic shear (CS) behaviours in a deformed non-stoichiometric rutile TiO1.9966. In many cases these images proved to be directly interpretable in terms of the positions of Ti atom rows viewed along the [100]r and [1[MATH]1]r projection axis. Thus structural models for a variety of defects could be deduced from the images. In situ observations of the annealing of mechanical twins, obtained at lower resolution using an environmental cell in a 1 MeV electron microscope are also described. New types of CS behaviour include : identification of (143)r CS planes (CSP) lying between the well-known (132)r and (011)r orientations ; disorder within CSP with respect to orientation, both uniform and non-uniform mixing of (121)r - and (011)r - type steps occur along individual boundaries ; the observation of closely-spaced pairs of CS boundaries containing varying degrees of disorder with regard to both orientation and the structure within the pairs ; evidence that defects other than CSP occur in slightly reduced rutile, which give rise to modulations of lattice fringes along both k (011)r and k (110)r, and other as yet uninterpreted contrast, but suggestive of poinf defect clustering
Study of magnetic nanovectors by Wet-STEM, a new ESEM mode in transmission
International audienc
INTRODUCTORY REPORT : "The interactions between dislocations and defects in oxides"
No abstract availabl
Densification and crystallization of SnO2:Sb sol–gel films using excimer laser annealing
International audienc