« En nous penchant sur les mécanismes de la formation des bandes de glissement, nous avons constaté que les théories traditionnelles ne tenaient pas compte de nuances essentielles concernant le comportement des matériaux avancés », a expliqué Penghui Cao, l'auteur correspondant de l'étude et professeur associé de génie mécanique et aérospatial à l'UC Irvine.
À Irvine, en Californie, le 1er mai 2025, des scientifiques de l'Université de Californie à Irvine (UC Irvine) ont annoncé une avancée dans la compréhension du glissement des bandes dans les métaux. Ce phénomène, crucial sous contrainte de compression, a révélé des informations qui pourraient révolutionner les matériaux avancés utilisés dans les systèmes énergétiques, l'exploration spatiale et les applications nucléaires.
L'équipe de l'UC Irvine a remis en question le modèle traditionnel de Frank-Read, en introduisant le concept de bandes de glissement étendues. Leurs recherches démontrent que ces bandes se forment en raison de la désactivation des sources de dislocation existantes, suivie de l'activation de sources alternatives.
Les chercheurs ont examiné un alliage de chrome, de cobalt et de nickel, l'un des matériaux les plus résistants connus. À l'aide d'une microscopie avancée et d'une modélisation atomistique, ils ont observé le comportement du glissement au niveau atomique dans des piliers à micro-échelle soumis à une compression mécanique.
Les bandes de glissement confinées ont montré des zones de glissement étroites avec un minimum de défauts, tandis que les bandes étendues ont présenté une densité élevée de défauts planaires. « Nos résultats fournissent une image plus claire du mouvement collectif des dislocations et de l'instabilité de la déformation, ce qui est essentiel pour faire progresser le domaine de la science des matériaux », a déclaré Cao.
Ces résultats ont des applications pratiques dans l'ingénierie aérospatiale, où les matériaux sont soumis à des contraintes extrêmes. Dans le secteur nucléaire, des propriétés matérielles adaptées peuvent améliorer la sécurité et les performances.
L'équipe de recherche souligne l'esprit de collaboration qui anime ce travail, en tirant parti de l'expertise en ingénierie et en science des matériaux. L'étude a été financée par le ministère américain de l'Énergie, l'UC Irvine et la National Science Foundation.
Cette recherche affine les connaissances existantes sur le glissement des bandes et jette les bases de futures investigations sur les matériaux avancés. Le défi consiste maintenant à traduire ces connaissances en applications tangibles qui améliorent les performances des matériaux dans des environnements critiques.