Analysis of small-scale plasticity of bulk Cu-Zr MGs under deformation by atomistic simulations ; Analyse de la plasticité à petites échelles des verres métalliques massifs à base Cu-Zr sous déformation par simulations atomistiques

Les verres métalliques (MGs) sont de nouveaux matériaux très prometteurs du fait de leurs excellentes propriétés mécaniques. Ils ont potentiellement de nombreuses applications en micromécanique, microélectronique, bijouterie, dans le domaine biomédical, l’aérospatial et bien d’autres domaines. Cependant, leur faible plasticité à température ambiante limite pour l’instant leur large diffusion dans l’industrie. Par conséquent, l'amélioration de leur ductilité est devenue un en enjeu majeur pour la science des matériaux. L'objectif de cette thèse est ainsi d'étudier la plasticité de verres métalliques préparés sous différentes conditions, par des simulations de dynamique moléculaire (MD) et de caractériser les événements plastiques survenant à l'échelle microscopique pendant leur déformation afin de comprendre comment la plasticité évolue, et finalement d'évaluer sous quelles conditions la ductilité peut être améliorée. Le système étudié dans cette thèse est un modèle binaire Cu-Zr. Nous avons étudié l'effet de la vitesse de trempe, de la composition, de la vitesse de déformation et de la température. Nos simulations montrent que lors de déformations en cisaillement quasi-statique, la plasticité des verres Cu-Zr est plus homogène, c'est-à-dire que la localisation des déformations et la formation des bandes de cisaillement sont plus limitées, lorsque ces matériaux sont préparés avec des vitesses de trempe plus élevées, lorsqu'ils contiennent moins de cuivre, et/ou lorsqu'ils sont soumis à des vitesse de déformation et/ou des températures plus élevés. Afin de comprendre les mécanismes microscopiques impliqués dans cette plasticité, nous avons développé une méthode pour identifier et caractériser les événements plastiques individuels. De cette façon, nous pouvons évaluer leur nombre, leur intensité plastique, leur taille moyenne et leur orientation. De plus, nous sommes capables de reconstruire le comportement mécanique simulé en considérant les événements plastiques comme des inclusions d'Eshelby dans une matrice ...