Lisa VENTELON et François WILLAIME
Service de Recherches de Métallurgie Physique, CEA/Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France

Résumé

La plasticité à basse température des métaux cubiques centrés est gouvernée par la mobilité des dislocations vis ½<111>, qui est elle-même reliée à la structure non planaire de leur cœur. L'objectif de ce travail est d'effectuer des simulations numériques à l'échelle atomique des propriétés de cœur et de la mobilité des dislocations vis dans le fer, à partir de calculs de structure électronique ab initio. Nous avons pour cela mis en œuvre en parallèle les deux types d'approches usuelles pour la géométrie de la cellule de simulation, afin de les comparer : l'approche de type « agrégat », où une seule dislocation est centrée sur un « cylindre » avec les atomes périphériques fixés à la solution élastique, ou un dipôle de dislocations avec conditions aux limites périodiques selon les trois directions.

 

Nous présentons ici les résultats ab initio obtenus avec le code DFT SIESTA [1] sur la structure de cœur pour ces deux types d'approches ainsi que les résultats sur le calcul du potentiel de Peierls, c'est-à-dire le paysage énergétique vu par la dislocation, en l'absence de contrainte extérieure. Enfin nous comparons à ces résultats ab initio les prévisions faites à partir des deux potentiels d'actualité pour le fer en vue de leur validation et/ou amélioration : Mendelev [2] et Dudarev [3].

1. J. M. Soler et al., "The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation", J. Phys.: Condens. Matter 14, pp. 2745-2779, 2002.
2. M. I. Mendelev et al., "Development of new interatomic potentials appropriate for crystalline and liquid iron", Philos. Mag. 83 (35), pp. 3977-3994, 2003.
3. S. L. Dudarev et P. M. Derlet, "A magnetic interatomic potential for molecular dynamics simulations", J. Phys.: Condens. Matter 17, 7097 (2005).