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Origin of Anomalous Slip in Tungsten

Résumé

Low-temperature deformation of body-centered cubic metals shows a significant amount of plastic slip on planes with low shear stresses, a phenomenon called anomalous slip. Despite progress in atomistic modeling of the consequences of complex stress states on dislocation mobility, the phenomenon of anomalous slip remained elusive. Using in situ Laue microdiffraction and discrete dislocation dynamics in micrometer sized tungsten single crystals, we demonstrate the occurrence of significant anomalous slip. It occurs as a consequence of cross kinks, topological configurations generated by prior dislocation interactions. This clearly identifies anomalous slip as a multidislocation process and not a property of isolated dislocations. The cross-kink mechanism also explains the ambiguous reporting of anomalous slip traces in the past and directs us to ways of including anomalous slip in continuum crystal plasticity formulations.

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Déformation plastique
La théorie de la plasticité traite des déformations irréversibles indépendantes du temps, elle est basée sur des mécanismes physiques intervenant dans les métaux et alliages mettant en jeu des mouvements de dislocations (un réarrangement de la position relative des atomes, ou plus généralement des éléments constitutifs du matériau) dans un réseau cristallin sans influence de phénomènes visqueux ni présence de décohésion endommageant la matière. Une des caractéristiques de la plasticité est qu’elle n’apparaît qu’une fois un seuil de charge atteint.
Dislocation
En science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire (c'est-à-dire non-ponctuel), correspondant à une discontinuité dans l'organisation de la structure cristalline. Une dislocation peut être vue simplement comme un "quantum" de déformation élémentaire au sein d'un cristal possédant un champ de contrainte à longue distance. Elle est caractérisée par : la direction de sa ligne ; un vecteur appelé « vecteur de Burgers » dont la norme représente l'amplitude de la déformation qu'elle engendre.
Prédiction sismique
L'objectif de la prédiction sismique est d'anticiper les risques sismiques en prévoyant l'amplitude, le lieu et la date des tremblements de terre. On peut distinguer trois types de prévision sismique : la prévision à long terme (sur plusieurs années), à moyen terme (sur plusieurs mois) et à court terme (inférieur à quelques jours). La prédiction sismique reste une tâche difficile et aléatoire, voire quasi impossible malgré les efforts scientifiques. De plus prévoir les dégâts ne les empêcherait pas d'avoir lieu.
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