Transition de phase allotropique dans un joint Σ = 5 (210) à moyenne temperature

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Abstract
Nous présentons la première évidence d'une transition allotropique dans un joint pur. Le système étudié est le joint symétrique Σ = 5 (210) du cubique faces centrées simulé par la technique de la Dynamique Moléculaire. Les simulations ont été réalisées dans une gamme de températures allant de 0,32 à 0,82 Tf (Tf : température de fusion). Nous montrons que pour une température critique Tc, de l'ordre de 0,56 Tf, le joint subit une transition de phase allotropique de type displacif qui conduit à une réorganisation de la structure de coeur du joint. Elle est caractérisée par l'existence de deux structures differentes, stables de part et d'autre de Tc ; elle s'accompagne d'une augmentation de l'énergie interne d'excès du joint qui est compensée par une augmentation d'entropie. Le caractère réversible de la transformation souligne l'instabilité de la structure hautes températures aux températures inférieures à Tc. La transition est probablement générale car nous montrons qu'elle est liée à l'existence, dans la structure basse température.. d'un volume libre localisé. Elle est bien distincte de l'évolution structurale mise en évidence par des simulations récentes; en effet, celle-ci correspond à une augmentation progressive du désordre dans le joint qui est effectivement observé dans notre étude pour l'ensemble de l'intervalle des températures considérées