Dynamique des dislocations dans les smectiques A et B
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
We describe some plasticity experiments which point out the influence of dislocations in the lamellar phases smectic A and B. A first creep experiment in compression normal to the layers shows that in a smectic A, the distortion grows by the climb of the included edge dislocations rather than by molecular diffusion from the solid edges to the free surface. A second experiment of stress relaxation performed in the same conditions, reveals the existence, beyond a well defined stress threshold, of a sequence of screw dislocations helical instabilities. Compared with the theoritical models, these results provide information on the dislocations : elastic interactions, lime tension, core energy, mobility. In the case of dilation the situation is more complicated : an undulation instability of the layers occurs very early, it is rapidly followed by the nucleation of focal parabolae. We describe the sequence of instabilities in a large range of deformations as well as the mechanical anomalies associated to it. Finally we describe how, in a smectic A phase, the screw dislocations and the focal domains may interact and partially slow down a flow parallel to the layers. The smectic lubrification effect is also discussed and a measurement method of the viscosity, with one “floating” sample limiting slide, is presented. In a smectic B phase, two creep experiments of compression and shearing are described. They reveal a very high plastic anisotropy of this compound. We analyse it in terms of dislocations in the light of classical metallurgic models (creep by vacancy diffusion and activated dislocation glide). These results explain the occurrence of an undulation instability of the layers of a B phase, similar to what we observed in the A phase, but with much slower dynamics.
Abstract FR:
Nous décrivons quelques expériences de plasticité qui mettent en évidence l'influence des dislocations dans les phases lamellaires smectiques A et B. Une première expérience de fluage en compression normale aux couches montre qu'un smectique A se déforme par montée des dislocations coin qu'il contient plutôt que par diffusion des molécules des bords solides vers la surface libre. Une seconde expérience, réalisée dans les mêmes conditions mais en relaxation de contraintes, révèle l'existence au-delà d'une contrainte seuil bien définie, d'une cascade d'instabilités hélicoïdales des dislocations vis. Ces résultats, confrontés aux modèles théoriques, fournissent des informations sur les dislocations : interactions élastiques, tension de ligne, énergie de coeur, mobilité. La situation est plus complexe en dilatation car survient très tôt une instabilité d'ondulation des couches suivie rapidement de la nucléation de paraboles focales. Nous décrivons cette séquence d'instabilités dans une large gamme de déformation ainsi que les anomalies mécaniques associées. Pour finir nous décrivons comment, en smectique A, les dislocations vis et les domaines focaux peuvent interagir et bloquer partiellement un écoulement parallèle aux couches. L'effet de lubrification smectique est également discuté et une méthode de mesure de la viscosité, où une des lames limitant l'échantillon est "flottante", est présentée. En smectique B, deux expériences de fluage en compression et en cisaillement sont décrites. Elles révélent une très forte anisotropie plastique de ce matériau. Nous l'analysons en termes de dislocations dans le cadre de modèles métallurgiques classiques (fluage par diffusion de lacunes et glissement activé des dislocations). Ces résultats expliquent l'existence d'une instabilité d'ondulation des couches en smectique B analogue à celle rencontrée en smectique A mais de dynamique beaucoup plus lente.