Effet du broyage mécanique sur le profil de raies de diffraction des rayons x : cas du fer

Ball milling influence on x-ray diffraction profiles: the cas of iron

¹ Institut FEMTO-ST/CREST CNRS UMR 6174, Montbéliard
² Nanomaterials Research Group, "Métallurgies et Cultures", CNRS UMR 5060, Université de Technologie de Belfort-Montbéliard, Belfort

Résumé

Plusieurs méthodes existent pour obtenir les tailles et les déformations de réseau à partir des profils de raies, parmi celles-ci la relation de Scherrer pour les tailles et celle de Stokes pour les déformations sont les plus répandues dans la littérature. Cependant, il est connu que les effets de taille et de déformation contribuent simultanément à l'élargissement des raies de diffraction. Pour trois conditions de broyage d'une poudre de fer, nous comparons différentes méthodes pour la détermination de ces paramètres comme le diagramme de Williamson et Hall (W.H.), la méthode de Warren-Averbach (W.A.) ou la méthode de Langford (L.). Les résultats, seront donnés en fonction des paramètres mécaniques du broyeur planétaire. Enfin nous avons appliqué les modèles de Williamson-Hall et Warren-Averbach modifiés afin de déterminer l'évolution de la nature (coin ou vis) et de la densité des dislocations en fonction des conditions de broyage.

Abstract

Various methods are available to obtain the size and the strain from line profile analysis, among all these methods the Scherrer relation for the size and the Stokes one for the strain are the most used. However, it is well known that size and strain effects both contribute to the peaks broadening. For three ball milling conditions of an iron powder we compare different line profile methods as the Williamson-Hall plot (W.H.), the Warren-Averbach (W.A.) method and the Langford (L.) one to perform size-strain analysis. The results are given as a function of the mechanical parameters of the planetary ball miller. Finally, we have employed the modified Williamson-Hall and Warren-Averbach methods in order to study how the dislocation nature and density evolve with the milling conditions.