7/24/2019 Postair Sarah

1/1

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE AMAR TELIDJI, LAGHOUATFacult des Sciences

Dpartement : Science de la Matire

Encadreur :Mr. MAABED Sad

Prsent par :

CHETTIH Sarah

Les phases de Laves forment le plus grand groupe de phases intermtalliques avec

actuellement plus de 1400 reprsentants les plus connus. Ils sont classes en trois structures

cristallines : structure cubique de type C15 (MgCu2) et structure hexagonale de type C14

(MgZn2), et C36 (MgNi2).

Les phases de Laves sont dun intrt particulier dans la recherche en mtallurgie

moderne en raison de leurs singulires proprits physiques et chimiques. par consquent,

de nombreuses applications ont t dveloppes comme le stockage dhydrogne [1].

Parmi les phases de Laves AB2de structure cubique C15, les composs MCo2ont

attir beaucoup d'attention en raison dune combinaison remarquable dexcellentes

proprits physiques et chimiques.Dans cette tude on sintresse aux deux intermtalliques de type MCo2 savoir le

ScCo2et le HfCo2, qui cristallisent dans la structure MgCu2(cubique a face centr C15). Leurs

proprits structurales et lastiques et lanisotropie de leurs comportement lastique sont

tudier par les mthodes ab initio, en utilisant la Thorie de la Fonctionnelle de la Densit

(DFT), laide de code de calcule CASTEP V 7.0.

Ce modeste travail, est consacr ltudedu comportement anisotrope et des proprits

ucturales et lastiques des phases de Laves de type MCo2(M=Hf, Sc).

Une tude de premier principes (ab-intio) nous a permet de vrifier la stabilit de ces

mposs et de dterminer leur structures lquilibre . Leurs proprets lastiques indiquent un

mportement ductile pour les deux composs. Les modules lastiques du compos HfCo 2sont

s suprieurs ceux du compos ScCo2 mais le contraste entre les deux nestpas prononc

f dans le cas du module de Young, ce qui veut dire que le compos HfCo2

rsiste mieux une

ormation uni axiale.

Le comportement lastique du compos HfCo2 est pratiquement isotrope, contrairement a

ui du compos ScCo2qui affiche un certain degr danisotropie .

[1] MAMMAD Anissa, Etude par datamining des proprits structurales et lastiques d

intermtalliques de type AB2, 28 /06 /2012.

[2]Shuai Chen, Yong Sun, Yong-Hua Duan, Bo Huang, Ming-Jun Peng, Phase stability, structural a

elastic properties of C15-type Laves transition-metal compounds MCo 2 from first-principl

calculations,School of Material Science and Engineering , China. Journal of Alloys and Compoun

630 (2015) 202208,[3] K.A. Gschneidner Jr., K. Ikeda, T.W. Tsang, O.D. McMasters, R.J. Stierman, S.S. Eucker, C. Buch

Physica B+C 130 (1985) 202

[4]E. Burzo, E. Gratz, V. Pop, J. Magn. Magn. Mater. 123 (1993) 159.

[5] G.W. Shannette, J.F. Smith, J. Appl. Phys. 40 (1969) 79.

tude de convergence :

Proprits structurales :

Tableau 1: Rsultats de loptimisation de la gomtrie Tableau 2: Rsultats de loptimisation de la gomtrie

du systme ScCo2 du systme HfCo2

Proprits lastiques :

Tableau 3: constantes lastiques et modules dlasticits Tableau 4:constantes lastiques , modules dlasticits

isotropes calcules pour les phases Laves MCo2(M=Sc, Hf). anisotropes et indice danisotropie universel calcules pour

les phases Laves MCo2(M=Sc, Hf).

Anisotropie du comportement lastique :

Une excellente convergence en nergie est possib

dans un temps raisonnable pour une nergie de coupu

Ecut= 550 eV et une grille de point K 10x10x10, pour

deux systme ScCo2et HfCo2.

Dans ce travail les donnes cristallographiqu

exprimentales sont ceux des rfrences [3] et [4]. L

paramtres de maille pour les deux systmes calculs

diffrent de moins de 3 des valeurs exprimental

Laccord de nos rsultats avec ceux de lexprien

tmoignent de la fiabilit de nos rsultats.

La structure cubique est stable pour les de

systmes ScCo2 et HfCo2 car les critres de stabil

mcanique sont vrifis a savoir: C11 > 0 , C44 > 0

C11> C12, C11 +2C12> 0.

Les modules lastiques du compos HfCo2 so

tous suprieurs ceux du compos ScCo2 mais

contraste entre les deux nest pas prononc sa

dans le cas du module de Young, ce qui veut dire q

le compos HfCo2 rsiste mieux une dformati

uni axiale.

Suivant le rapport B/G, les deux matria

peuvent tre classs ductiles ou fragiles, les de

comportements sont spars par la valeur critiq

B/G=1.75 (comportement ductile si B/G>1.75 si n

le comportement est fragile). Les rsultats indique

que les deux matriaux ScCo2et HfCo2sont ducti

et que ScCo2est lgrement plus ductile que HfCo2Les surfaces obtenues dans les deux cas sont e

bon accord avec les valeurs de lindice univers

danisotropie. En effet, la faible dviation par rappo

a une forme sphrique idale dans le cas d

compos HfCo2, indique un comporteme

pratiquement isotrope pour le module de Yountandis que de la surface obtenue dans le cas

compos ScCo2est cubique, avec des coins arron

et des pincements aux milieux des faces, ce

indique un certain degr danisotropie et

rsistance de ce matriau la dformation lorsque

est sollicit suivant ces diagonales principal

(direction [111]) est maximal. Tandis quil

dforme plus facilement llorsqueil est sollicit da

les directions [100], [010] et [001].

Dans ce travaille nous allons prsenter les

ultats des calcules DFT effectues laide

code de calcule CASTEP V 7.0 des

mposes ScCo2et HfCo2:

Les proprits structurales.

Les proprits lastiques.

Lanisotropiedu comportement lastique.

En utilisant la Thorie de la Fonctionnelle

la Densit (DFT), cest une mthode de

cule quantique permettant ltude de la

ucture lectronique de manire exacte.

Lobjectif principal de la DFT est de

mplacer la fonction dondemultilectronique

la densit lectronique. La DFT consiste en

e reformulation du problme quantique N

ps en un problme mono corps.

Le code CASTEP (Cambridge Serial Energy

kage), et un code de calcule DFT bas sur la

thode des pseudos potentiel (PP) pour la

rsentation du potentiel dinteraction

ctron de valence ions, et des ondes planesW) pour lexpression des fonctions donde

no-lectroniques.

ScCo2

Paramtr

Nos calculesAutres rfrences

Avant Aprs

a () 6.93 6.876.931 rf [2]

6.921 rf [3]

Volume V (3) 331.52 324.38332.96 rf [2]

331.52 rf [3]

Densit (g.cm-3) 6.52 6.666.50 rf [2]

6.52 rf [3]

Energie E (eV) -26916,53 -

-

HfCo2

Paramtr

Nos calculesAutres rfrences

Avant Aprs

a () 6.91 6.936.943 rf [2]

6.919 rf[4]

Volume V (3) 329.94 333.387334.69 rf [2]

331.23 rf [4]

Densit (g.cm-3) 11.93 11.808811.76 [2]

11.88 [4]

Energie E (eV) -19968,17-

-

MCo2

Cij

B G E B/G RfrenceC11 C12 C44

ScCo2 204,04 129,05 70,35 154,05 54,65 146,61 2.82 Nos calcules

HfCo2269,13

268,18

120,45

129.98

87,64

91.92

170,01

166

81,71

82,05

212,05

206

2.08

2.02

Nos calcules

[5]

MCo2

Sij

BV BR GV BR AU

S11 S12 S44

ScCo2 0,00957 -0,00372 0,01486 156,17 156,17 55,42 51,14 0,491

HfCo2 0,00514 -0,00159 0,01141 168,4 168,4 81,84 81,59 0,032