Determination of single crystal elastic constants in textured polycrystalline materials: inverse approach coupling x-ray diffraction and self consistent model applied to a copper sample

Détermination de constantes d'élasticité monocristallines dans des matériaux polycristallins texturés: approche inverse couplant diffraction des rayons x et modèle auto-cohérent appliqué à un échantillon de cuivre.

¹ CEA/DAM/DRMN/SEMN/ CEA Valduc, 21120 Is/Tille, France
² LRRS - UMR 5613, Université de Bourgogne, 9 avenue Alain Savary, BP 47870, 21078 Dijon cedex, France
³ LPMM - UMR 7554, ENSAM, 4 rue Augustin Fresnel, 57078 Metz cedex 3, France

Résumé

La diffraction des rayons X couplée à l'utilisation d'un modèle polycristallin (modèle auto-cohérent) est utilisée pour déterminer les constantes d'élasticité monocristallines d'un matériau polycristallin texturé. En effet, la connaissance du tenseur de rigidité élastique c_ijkl d'un solide est fondamentale pour les études s'attachant à la compréhension des propriétés mécaniques de la matière (approches théoriques ou expérimentales). Si, d'autres techniques permettent de déterminer le tenseur d'élasticité d'un matériau (ultrasons par exemple), elles nécessitent souvent l'utilisation d'un monocristal. Ceci n'est pas toujours réalisable, en particulier pour des alliages de concentrations variables. La diffraction des rayons X se révèle alors une alternative intéressante pour l'étude de matériaux polycristallins.

Abstract

The X-ray diffraction analysis is associated with a polycrystalline model (selfconsistent) to determine the single-crystal elastic constants from a textured polycrystalline material. The knowledge of these single-crystal elastic constants are of great importance in the mechanical behavior studies (for both the theoretical and experimental approaches). Even if other techniques such as ultrasonic waves allow to determine these constants, this is done through the use of a single-crystal. Single-crystal are not ever available especially in the case of alloys of different contents. That is why, X-ray diffraction may be a good way to obtain these data from a polycrystalline material.