Titre : |
Application de la Technique de Diffraction des Neutrons à L'analyse et L'affinement de la Structure d'un Matériau. |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Tabte, Soufiane, Auteur ; Bensemma,Nouar, Directeur de thèse |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2018 |
Importance : |
1 vol (61 f .) |
Format : |
29 cm |
Langues : |
Français (fre) Langues originales : Français (fre) |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
|
Mots-clés : |
les spectres de diffraction des neutrons
position des pics |
Index. décimale : |
530-Physique |
Résumé : |
L’objet de ce travail est l'utilisation de la diffraction neutronique à l'analyse de la structure d'un matériau par le biais de la méthode de Rietveld. Ce travail est focalisé sur la manipulation du code Winplotr afin de traiter les spectres de diffraction des neutrons, la décomposition des diagrammes de diffraction des neutrons pour extraire les paramètres du profil des rais de diffraction: largeur a mi-hauteur, position des pics, largeur intégrale, intensités intégrés, intensités maximale.
Par suite, l’utilisation du code Fullprof pour la réalisation de l’affinement des paramètres structuraux du matériau à partir des diagrammes de diffraction neutronique (paramètres de maille, position atomique, paramètres d’agitation thermique.)
Les résultats de cette étude en particulier l’influence des paramètres structuraux et instrumentaux sur la qualité de l’affinement ont été discutés. |
Note de contenu : |
Sommaire
DEDICACES .............................................................................................................................. I
REMERCIEMENTS .................................................................................................................. II
SOMMAIRE ............................................................................................................................ III
INTRODUCTION GENERALE................................................................................................ 1
CHAPITRE I : .......................................................................................................................... 1
LES PRINCIPES DE L’INTERACTION NEUTRON-MATIERE ET DE LA DIFFRACTION DES NEUTRONS ........................................................................................ 1
I.1.LES NEUTRONS ................................................................................................................... 3
I.1.1.Généralité .................................................................................................................... 3
I.1.2.Classification des neutrons ......................................................................................... 4
I.1.3. source des neutrons .................................................................................................... 4
a. La fission ..................................................................................................................... 4
b. La spallation ................................................................................................................ 5
I.1.4.Sections efficace d’interaction des neutrons............................................................... 6
a. Section efficace d’absorption ...................................................................................... 6
b. Section efficace de diffusion ....................................................................................... 7
I.1.5. Interaction des neutrons avec la matière .................................................................... 7
I.1.5.1.Réaction de diffusion ........................................................................................... 8
1. Diffusion élastique (n, n) ......................................................................................... 8
2. Diffusion Inélastique (n, n) ...................................................................................... 9
I.1.5.2. Réaction d’absorption ......................................................................................... 9
1. Capture radiative ...................................................................................................... 9
2. Réactions nucléaires (n, x) ....................................................................................... 9
3. Réactions nucléaires (n, xn) ; x=2.3… .................................................................... 9
4. Réactions de fission (n, f) ........................................................................................
I.2.DIFFUSION DES NEUTRONS PAR LA MATIERE .................................................................... 10
I.2.1.Principe ..................................................................................................................... 10
I.2.2. Diffusion nucléaire .................................................................................................. 10
I.3. DIFFRACTION DES NEUTRONS SUR POUDRE ...................................................................... 11
I.3.1. Principe .................................................................................................................... 11
I.3.2.Condition géométrique de diffraction ....................................................................... 12
IV
1 .Conditions Laue ........................................................................................................ 12
3. Sphère d’Ewald ......................................................................................................... 15
I.3.3. Instrument de diffraction ......................................................................................... 16
1. Principe de fonctionnement ....................................................................................... 16
2. Composants principaux d’un diffractomètre de neutron sur poudre ......................... 17
2.1. Monochromateur ................................................................................................ 17
2.2. Collimation ......................................................................................................... 17
2.3. Détection ............................................................................................................. 17
3. Diffractomètre 2 axes pour poudres .......................................................................... 18
I.3.4. Formule de l'intensité diffractée .............................................................................. 19
CHAPITRE II : ...................................................................................................................... 21
PRINCIPE DE TRAITEMENT DES SPECTRES DE DIFFRACTION NEUTRONIQUE ET AFFINEMENT DES STRUCTURES CRISTALLINES. ............. 21
II.1. ENREGISTREMENT ET EXPLOITATION DES SPECTRES DE DIFFRACTION ............................ 21
II.1.1.Grandeurs caractéristiques obtenues ....................................................................... 21
a. Position ...................................................................................................................... 21
b. Intensité intégrée ....................................................................................................... 22
c. la dispersion ............................................................................................................... 22
II.1.2. Simulation des diagrammes de diffraction ............................................................. 22
II.1.2.1 Fonction de simulation utilisée ......................................................................... 22
II.1.2.2. La largeur des pics de diffraction .................................................................... 25
II.2. INDEXATION DES PICS DE DIFFRACTION ET DETERMINATION DE LA MAILLE CRISTALLINE .............................................................................................................................................. 26
II .2.1 Principe ................................................................................................................... 26
II.2.2. Objectif de l’indexation .......................................................................................... 27
II.2.3.Les critères de qualité .............................................................................................. 30
II.2.4.Indexation ab initio automatique: codes informatiques .......................................... 30
II.3. L’AFFINEMENT RIETVELD .............................................................................................. 31
II.3.1. Principe ................................................................................................................... 31
II.3.2. LES FACTEURS D'ACCORDS UTILISES DANS LES METHODES D'AFFINEMENT .................. 34
CHAPITRE III ....................................................................................................................... 37
V
INDEXATION ET AFFINEMENT DE LA STRUCTURE DU COMPOSE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 ......................................................................................................... 37
III.1.CARACTERISTIQUE DU DIFFRACTOMETRE UTILISE POUR L’ENREGISTREMENT DU SPECTRE DE DIFFRACTION .................................................................................................................... 37
III.2. INDEXATION AB INITIO DU DIAGRAMME DE DIFFRACTION DE LA POUDRE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 PAR UTILISATION DU CODE DICVOL06 .......................................... 39
III.2.1. Détermination des positions des raies ................................................................... 39
III.2.2. Simulation pic par pic ........................................................................................... 41
III.3. INDEXATION DES PICS DE DIFFRACTION ET CALCUL DES PARAMETRES DE MAILLE PAR UTILISATION DU CODE DICVOL06 ........................................................................................ 42
III.4. AFFINEMENT DE LA STRUCTURE DU COMPOSE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 PAR LA METHODE DE RIETVELD ......................................................................................................................... 45
III.4.1. Le contenu de la maille du composé BaTi0.97Mg0.01Nb0.02O3 ............................... 45
III.4.2.Le Groupe d’espace du composé BaTi0.97Mg0.01Nb0.02O3...................................... 48
III.4.3. Affinement structurale par utilisation du code Fullprof........................................ 50
III.4.3.1 Affinement de structure dans le groupe d’espace Pm3m ................................ 50
III.5. DESCRIPTION DE LA STRUCTURE ................................................................................... 53
CONCLUSION GENERALE .................................................................................................. 56
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. 57
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ 58
RESUME .................................................................................................................................. 59
REFERENCES ......................................................................................................................... 60
I |
Côte titre : |
MAPH/0240 |
Application de la Technique de Diffraction des Neutrons à L'analyse et L'affinement de la Structure d'un Matériau. [texte imprimé] / Tabte, Soufiane, Auteur ; Bensemma,Nouar, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2018 . - 1 vol (61 f .) ; 29 cm. Langues : Français ( fre) Langues originales : Français ( fre)
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Physique
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Mots-clés : |
les spectres de diffraction des neutrons
position des pics |
Index. décimale : |
530-Physique |
Résumé : |
L’objet de ce travail est l'utilisation de la diffraction neutronique à l'analyse de la structure d'un matériau par le biais de la méthode de Rietveld. Ce travail est focalisé sur la manipulation du code Winplotr afin de traiter les spectres de diffraction des neutrons, la décomposition des diagrammes de diffraction des neutrons pour extraire les paramètres du profil des rais de diffraction: largeur a mi-hauteur, position des pics, largeur intégrale, intensités intégrés, intensités maximale.
Par suite, l’utilisation du code Fullprof pour la réalisation de l’affinement des paramètres structuraux du matériau à partir des diagrammes de diffraction neutronique (paramètres de maille, position atomique, paramètres d’agitation thermique.)
Les résultats de cette étude en particulier l’influence des paramètres structuraux et instrumentaux sur la qualité de l’affinement ont été discutés. |
Note de contenu : |
Sommaire
DEDICACES .............................................................................................................................. I
REMERCIEMENTS .................................................................................................................. II
SOMMAIRE ............................................................................................................................ III
INTRODUCTION GENERALE................................................................................................ 1
CHAPITRE I : .......................................................................................................................... 1
LES PRINCIPES DE L’INTERACTION NEUTRON-MATIERE ET DE LA DIFFRACTION DES NEUTRONS ........................................................................................ 1
I.1.LES NEUTRONS ................................................................................................................... 3
I.1.1.Généralité .................................................................................................................... 3
I.1.2.Classification des neutrons ......................................................................................... 4
I.1.3. source des neutrons .................................................................................................... 4
a. La fission ..................................................................................................................... 4
b. La spallation ................................................................................................................ 5
I.1.4.Sections efficace d’interaction des neutrons............................................................... 6
a. Section efficace d’absorption ...................................................................................... 6
b. Section efficace de diffusion ....................................................................................... 7
I.1.5. Interaction des neutrons avec la matière .................................................................... 7
I.1.5.1.Réaction de diffusion ........................................................................................... 8
1. Diffusion élastique (n, n) ......................................................................................... 8
2. Diffusion Inélastique (n, n) ...................................................................................... 9
I.1.5.2. Réaction d’absorption ......................................................................................... 9
1. Capture radiative ...................................................................................................... 9
2. Réactions nucléaires (n, x) ....................................................................................... 9
3. Réactions nucléaires (n, xn) ; x=2.3… .................................................................... 9
4. Réactions de fission (n, f) ........................................................................................
I.2.DIFFUSION DES NEUTRONS PAR LA MATIERE .................................................................... 10
I.2.1.Principe ..................................................................................................................... 10
I.2.2. Diffusion nucléaire .................................................................................................. 10
I.3. DIFFRACTION DES NEUTRONS SUR POUDRE ...................................................................... 11
I.3.1. Principe .................................................................................................................... 11
I.3.2.Condition géométrique de diffraction ....................................................................... 12
IV
1 .Conditions Laue ........................................................................................................ 12
3. Sphère d’Ewald ......................................................................................................... 15
I.3.3. Instrument de diffraction ......................................................................................... 16
1. Principe de fonctionnement ....................................................................................... 16
2. Composants principaux d’un diffractomètre de neutron sur poudre ......................... 17
2.1. Monochromateur ................................................................................................ 17
2.2. Collimation ......................................................................................................... 17
2.3. Détection ............................................................................................................. 17
3. Diffractomètre 2 axes pour poudres .......................................................................... 18
I.3.4. Formule de l'intensité diffractée .............................................................................. 19
CHAPITRE II : ...................................................................................................................... 21
PRINCIPE DE TRAITEMENT DES SPECTRES DE DIFFRACTION NEUTRONIQUE ET AFFINEMENT DES STRUCTURES CRISTALLINES. ............. 21
II.1. ENREGISTREMENT ET EXPLOITATION DES SPECTRES DE DIFFRACTION ............................ 21
II.1.1.Grandeurs caractéristiques obtenues ....................................................................... 21
a. Position ...................................................................................................................... 21
b. Intensité intégrée ....................................................................................................... 22
c. la dispersion ............................................................................................................... 22
II.1.2. Simulation des diagrammes de diffraction ............................................................. 22
II.1.2.1 Fonction de simulation utilisée ......................................................................... 22
II.1.2.2. La largeur des pics de diffraction .................................................................... 25
II.2. INDEXATION DES PICS DE DIFFRACTION ET DETERMINATION DE LA MAILLE CRISTALLINE .............................................................................................................................................. 26
II .2.1 Principe ................................................................................................................... 26
II.2.2. Objectif de l’indexation .......................................................................................... 27
II.2.3.Les critères de qualité .............................................................................................. 30
II.2.4.Indexation ab initio automatique: codes informatiques .......................................... 30
II.3. L’AFFINEMENT RIETVELD .............................................................................................. 31
II.3.1. Principe ................................................................................................................... 31
II.3.2. LES FACTEURS D'ACCORDS UTILISES DANS LES METHODES D'AFFINEMENT .................. 34
CHAPITRE III ....................................................................................................................... 37
V
INDEXATION ET AFFINEMENT DE LA STRUCTURE DU COMPOSE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 ......................................................................................................... 37
III.1.CARACTERISTIQUE DU DIFFRACTOMETRE UTILISE POUR L’ENREGISTREMENT DU SPECTRE DE DIFFRACTION .................................................................................................................... 37
III.2. INDEXATION AB INITIO DU DIAGRAMME DE DIFFRACTION DE LA POUDRE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 PAR UTILISATION DU CODE DICVOL06 .......................................... 39
III.2.1. Détermination des positions des raies ................................................................... 39
III.2.2. Simulation pic par pic ........................................................................................... 41
III.3. INDEXATION DES PICS DE DIFFRACTION ET CALCUL DES PARAMETRES DE MAILLE PAR UTILISATION DU CODE DICVOL06 ........................................................................................ 42
III.4. AFFINEMENT DE LA STRUCTURE DU COMPOSE BATI0.97MG0.01NB0.02O3 PAR LA METHODE DE RIETVELD ......................................................................................................................... 45
III.4.1. Le contenu de la maille du composé BaTi0.97Mg0.01Nb0.02O3 ............................... 45
III.4.2.Le Groupe d’espace du composé BaTi0.97Mg0.01Nb0.02O3...................................... 48
III.4.3. Affinement structurale par utilisation du code Fullprof........................................ 50
III.4.3.1 Affinement de structure dans le groupe d’espace Pm3m ................................ 50
III.5. DESCRIPTION DE LA STRUCTURE ................................................................................... 53
CONCLUSION GENERALE .................................................................................................. 56
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. 57
LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ 58
RESUME .................................................................................................................................. 59
REFERENCES ......................................................................................................................... 60
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Côte titre : |
MAPH/0240 |
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