Diffraction des rayons X sur échantillons polycristallins

Auteur(s) :

Guinebretière, René (1944-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Présentation de cette méthode d'analyse des matériaux, c'est-à-dire de l'état de la matière dite "dure" (matériaux inorganiques) ou "molle" (matériaux organiques). Traite de l'analyse cristallographique des échantillons polycristallins qui peuvent être monophasés ou constitués de l'assemblage de cristaux de différentes phases cristallines.

Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2002
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 272 p. : ill. ; 24 x 16 cm
Sujet(s)
ISBN
- 2-7462-0557-2
Indice
- 620.2 Sciences des matériaux
Quatrième de couverture
- Diffraction des rayons X sur échantillons polycristallins développe une approche physique du phénomène de diffraction et de ses applications en science des matériaux. Placée en première partie de l'ouvrage, une introduction historique présente le développement de la théorie de la diffraction des rayons X depuis la découverte de ces derniers. La seconde partie est consacrée à la description du phénomène physique de diffraction des rayons X. Dans la troisième partie, l'auteur analyse en détail les instruments utilisés, répondant aussi bien aux besoins des ingénieurs en recherche et développement en poste dans l'industrie qui doivent choisir l'appareillage adapté à leurs problèmes, qu'à ceux des étudiants qui peuvent ainsi appréhender le lien entre l'appareil de mesure et les caractéristiques du signal obtenu. La quatrième partie est consacrée au traitement du signal mesuré, tandis que la dernière traite de l'exploitation des résultats. L'auteur y présente en particulier des développements très récents qui concernent l'analyse microstructurale quantitative au moyen de la diffraction des rayons X.
  Ce livre s'adresse aux étudiants de deuxième et troisième cycles, ainsi qu'aux ingénieurs ou chercheurs en fonction, dont le domaine d'activité est lié à la science des matériaux et qui sont soucieux de maîtriser la mise en œuvre de la diffraction des rayons X pour l'étude de matériaux polycristallins.
Tables des matières
- - Diffraction des rayons X sur échantillons polycristallins
  - René Guinebretière
  - hermes Science publications
  - Avant-propos9
  - Chapitre 1. Introduction historique: découverte des rayons X et premiers travaux de radiocristallographie11
  - 1.1. Rayons X et "rayonnement cathodique": un couple très lié11
  - 1.2. Diffusion, fluorescence et prémisses de la diffraction des rayons X15
  - 1.2.1. Diffusion et fluorescence15
  - 1.2.2. Diffraction des rayons X par une fente18
  - 1.3. Premiers travaux de diffraction par des cristaux20
  - Chapitre 2. Théorie de la diffraction des rayons X27
  - 2.1. Diffusion par un atome27
  - 2.1.1. Diffusion par un électron libre27
  - 2.1.1.1. Diffusion cohérente: formule de Thomson27
  - 2.1.1.2. Diffusion incohérente: diffusion de Compton29
  - 2.1.2. Diffusion par l'atome d'hydrogène: un électron lié32
  - 2.1.3. Diffusion par un atome multiélectronique35
  - 2.2. Diffraction par un cristal idéal37
  - 2.2.1. Quelques éléments de cristallographie37
  - 2.2.1.1. Réseau direct37
  - 2.2.1.2. Réseau réciproque38
  - 2.2.2. Théorie cinématique de la diffraction39
  - 2.2.2.1. Amplitude diffractée: facteur de structure et facteur de forme40
  - 2.2.2.2. Intensité diffractée41
  - 2.2.2.3. Conditions de Laue44
  - 2.2.3. Théorie géométrique de la diffraction45
  - 2.2.3.1. Conditions de Laue45
  - 2.2.3.2. Loi de Bragg46
  - 2.2.3.3. Sphère d'Ewald48
  - 2.3. Diffraction par des cristaux réels49
  - 2.3.1. Diffraction par un cristal idéalement imparfait49
  - 2.3.2. Diffraction par un échantillon polycristallin54
  - 2.3.3. Diffraction par des cristaux imparfaits58
  - 2.3.3.1. Introduction, notion de défauts cristallins58
  - 2.3.3.2. Défauts ponctuels, diffusion diffuse59
  - 2.3.3.3. Défauts plans66
  - 2.3.3.4. Défauts volumiques71
  - Chapitre 3. Instrumentation en diffraction des rayons X83
  - 3.1. Les différents éléments d'un diffractomètre83
  - 3.1.1. Sources de rayons X83
  - 3.1.1.1. Tubes de Crookes85
  - 3.1.1.2. Tubes de Coolidge86
  - 3.1.1.3. Tubes à haute intensité89
  - 3.1.1.4. Rayonnement synchrotron90
  - 3.1.2. Filtres et cristaux monochromateurs93
  - 3.1.2.1. Filtres93
  - 3.1.2.2. Cristaux monochromateurs96
  - 3.1.2.3. Monocromateurs multicouches ou miroirs99
  - 3.1.3. Détecteurs102
  - 3.1.3.1. Films photographiques102
  - 3.1.3.2. Détecteurs à gaz103
  - 3.1.3.3. Détecteurs solides108
  - 3.2. Description des différents montages conventionnels112
  - 3.2.1. Chambres de Debye-Scherrer112
  - 3.2.1.1. Montage Debye-Scherrer traditionnel113
  - 3.2.1.2.Montage de Debye-Scherrer moderne: utilisation de détecteurs à localisation116
  - 3.2.2. Chambres à focalisation: chambres de Seemann et Bohlin121
  - 3.2.2.1. Principe121
  - 3.2.2.2. Les différentes configurations122
  - 3.2.3. Les montages Bragg-Brentano127
  - 3.2.3.1. Principe127
  - 3.2.3.2. Description du montage, trajet des faisceaux X129
  - 3.2.3.3. Volume et profondeur irradiée133
  - 3.2.4. Diffractomètres en géométrie parallèle138
  - 3.3. Diffractomètres pour couches minces138
  - 3.3.1. Problématique138
  - 3.3.1.1. Introduction138
  - 3.3.1.2. Profondeur de pénétration et intensité diffractée139
  - 3.3.2. Montages conventionnels dédiés à l'étude de couches polycristallines144
  - 3.3.3. Montages dédiés à l'étude de couches texturées146
  - 3.3.4. Montages haute résolution dédiés à l'étude de couches épitaxiées148
  - 3.3.5. Porte-échantillon149
  - 3.4. Introduction à la diffractométrie de surfaces150
  - Chapitre 4. Traitement des données, extraction de l'information153
  - 4.1. Profil de raie, aberrations instrumentales154
  - 4.1.1. Source de rayons X: g1(epsilon)155
  - 4.1.2. Divergence axiale (ou verticale): g2(epsilon)155
  - 4.1.3. Transparence de l'échantillon: g3(epsilon)156
  - 4.1.4. Fente: g4(epsilon)158
  - 4.1.5. Largeur spectrale: g5(epsilon)158
  - 4.2. Fonction de résolution des diffractomètres159
  - 4.3. Simulation des diagrammes de diffraction161
  - 4.3.1. Fonctions de simulation utilisées161
  - 4.3.1.1. Fonctions choisies a priori161
  - 4.3.1.2. Fonctions calculées à partir des caractéristiques physiques du diffractomètre166
  - 4.3.2. Critères de qualité167
  - 4.3.3. Simulation pic par pic168
  - 4.3.4. Simulation globale du diagramme170
  - 4.3.4.1. Simulation avec contrainte de maille170
  - 4.3.4.2. Simulation structurale, méthode de Rietveld170
  - 4.4. Grandeurs caractéristiques obtenues173
  - 4.4.1. Position174
  - 4.4.2. Intensité intégrée176
  - 4.4.3. Distribution d'intensité, profil des raies177
  - Chapitre 5. Exploitation des résultats179
  - 5.1. Recherche de phase179
  - 5.2. Dosage quantitatif181
  - 5.2.1. Problèmes expérimentaux181
  - 5.2.1.1. Nombre de grains diffractants et orientation préférentielle181
  - 5.2.1.2. Absorption différentielle184
  - 5.2.2. Méthodes d'extraction de l'intensité intégrée185
  - 5.2.2.1. Mesure à partir de simulations pic par pic185
  - 5.2.2.2. Mesure à partir de simulations globales du diagramme185
  - 5.2.3. Procédures de dosage188
  - 5.2.3.1. Méthode directe188
  - 5.2.3.2. Témoin externe188
  - 5.2.3.3. Etalon interne189
  - 5.3. Recherche du système cristallin et affinement des paramètres de maille189
  - 5.3.1. Identification du système cristallin: indexation189
  - 5.3.2. Affinement des paramètres cristallins191
  - 5.4. Analyse structurale191
  - 5.4.1. Généralités, concepts fondamentaux191
  - 5.4.1.1. Relation entre intensité intégrée et densité électronique191
  - 5.4.1.2. Analyse structurale193
  - 5.4.1.3. Fonctions de Patterson195
  - 5.4.1.4. Représentations bidimensionnelles de la distribution de densité électronique198
  - 5.4.2. Détermination de structure à partir de diagrammes réalisés sur échantillons polycristallins200
  - 5.4.2.1. Introduction200
  - 5.4.2.2. Analyse structurale selon la méthode de Rietveld202
  - 5.5. Analyse microstructurale208
  - 5.5.1. Extraction du profil pur, méthode de A.R. Stokes209
  - 5.5.2. Méthode de la largeur intégrale214
  - 5.5.2.1. Méthode de Williamson et Hall214
  - 5.5.2.2. Méthode de Williamson et Hall modifiée216
  - 5.5.2.3. Etude de l'anisotropie des défauts218
  - 5.5.2.4. Mesure de fautes d'empilement220
  - 5.5.2.5. Mesure des largeurs intégrales par simulation globale223
  - 5.5.3. Analyse de Fourier227
  - 5.5.3.1. Analyse directe: méthode de F. Bertaut, B.E. Warren et B.L. Averbach227
  - 5.5.3.2. Analyse de Fourier indirecte235
  - 5.6. Etude des couches minces237
  - 5.6.1. Positionnement et orientation de l'échantillon238
  - 5.6.2. Etude des couches polycristallines désorientées ou texturées242
  - 5.6.2.1. Couches d'orientation aléatoire242
  - 5.6.2.2. Etude des couches texturées246
  - 5.6.3. Etude des couches épitaxiées252
  - 5.6.3.1. Rocking curve, phi-scan et cartographie du réseau réciproque253
  - 5.6.4. Etudes microstructurales de couches épitaxiées262
  - Bibliographie267
  - Index285
Origine de la notice:
- Electre