Transitions de phases structurales et mémoire de forme des alliages intermétalliques NbRu et RhTi

Abstract

Dans ce travail, des calculs ab initio basés sur la DFT ont été entrepris en vue d’étudier les transitions structurales des composés NbRu et RhTi. Ces composés sont des alliages à mémoire de forme de type CsCl. Ils ont été étudiés en phase tétragonal, orthorhombique et monoclinique en configuration non magnétique (NM) et ferromagnétique (FM). La stabilité des phases étudiées a été déterminée par le calcul des constantes élastiques. Ces matériaux se transforment de la phase parent  à la phase martensitique '' (phase monoclinique ou orthorhombique) avec une phase intermédiaire tétragonale appelée phase '. Afin de comprendre la transformation martensitique, le travail a été centré sur la structure cristalline des phases parent et martensitique. La variation de l’énergie en fonction du volume de ces matériaux dans les différentes phases, (CsCl, tétragonale, orthorhombique et monoclinique) nous a permis de déduire la phase la plus stable. La structure cristalline de la phase ' a été obtenue par la déformation de la structure CsCl en faisant varier le rapport c/a. La variation de c/a a montré l’existence de deux minima locaux, à partir desquels la phase  est apparue défavorable en matière d'énergie par rapport à la phase tétragonale. Les résultats de nos calculs montrent que la valeur de c/a trouvée (1,12) pour la phase ' est très proche de la valeur expérimentale de 1,06. A partir des densités d’états (DOS) totales et partielles calculées pour les composées NbRu et RhTi dans les phases et’ on a remarqué que le DOS de la phase  ressemble à celle d'un métal de structure cubique à base centrée. On constate aussi que la densité d’états totale au niveau de Fermi de la phase ' est inférieure à celle de la phase  une indication importante de la stabilité des alliages, une plus grande stabilité correspond à une faible valeur du DOS totale au niveau de Fermi. Ainsi, à partir du DOS, on a conclu que la phase ' est plus stable que la phase , ceci a été confirmé par l'expérience dans laquelle la phase ' a été observée à basse température. 37 Afin d’étudier la relation entre le comportement de la transformation et des propriétés élastiques, nous avons calculé les constantes élastiques de la phase  de ces composés. Cependant, la valeur calculée de C’est négative, indiquant l'instabilité de la phase cubique  par rapport aux distorsions tétragonales.