DOI: 10.1051/jp3:1997162
J. Phys. III France 7 (1997) 867-882

Étude de surface d'une poudre d'alliage d'aluminium

D. Trochim¹, N. Bois¹ and J.L. Chermant<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Structure des Matériaux Métalliques, Bâtiment 465, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
²  Laboratoire d'Études et de Recherches sur les Matériaux, LERMAT URA CNRS n° 1317, ISMRA, 6 boulevard du Maréchal Juin, 14050 Caen Cedex, France

(Reçu le 8 mars 1996, révisé le 30 mai 1996 et le 7 janvier 1997, accepté le 8 janvier 1997)

Abstract
Electron Spectroscopy for Chemicals Analysis (ESCA) was used to determine the concentration of elements in the surface of aluminum alloy of the type ASGM 0.7. Aluminum, silicon and magnesium can exist either in the form of element or element oxide. It was shown that the oxides are amorphous. Subsequently, the increase in magnesium oxide following a heat treatment was determined. The increase in thickness was studied for specimens heated at 410 and 535 °C. It appears that with increasing temperature the proportion of MgO increases and also the valency of the bonds is higher than for compact material. Argon ion beam milling was used to remove surface layer enabling sub-surface analysis of the powder. The ratio { } ( I refers to integrated intensity of photoelectronic peaks) was determined using an empirical formula. It approaches a constant value asymptocally with increasing depth. The ratio is 5% for compacted material heated at 410 °C. It was shown that alumina exists in the amorphous state and does not crystallize to on heating. The increase in MgO could be due to the slow sublimation of magnesium.

Résumé
La spectroscopie de photoélectrons X (ESCA) a permis d'analyser les éléments superficiels d'un alliage d'aluminium ASGM 0,7. L'aluminium, le silicium et le magnésium présentent deux types de liaison, soit élément-oxyde, soit élément-élément. On a vérifié que les formes oxydées sont de structure amorphe. Dans un second temps, l'augmentation de la proportion d'oxyde de magnésium en surface intervenant après traitement thermique de cette poudre a été caractérisée. Ainsi, l'épaisseur de MgO a été étudiée pour des échantillons chauffés à 410 et 535 °C. Il apparaît que plus la température augmente, plus la proportion de MgO croît et, de plus, les valeurs des énergies de liaison élément-oxyde augmentent par rapport à celles dans le matériau brut. À l'aide de l'abrasion par jet d'Ar ⁺, le décapage superficiel des échantillons a permis une analyse en profondeur du matériau ; le rapport ( I désigne l'intensité intégrée de raies photoélectronique) tend de façon asymptotique vers une valeur constante lorsque l'on progresse vers le cceur de l'échantillon. Ce rapport est égal à 5 % pour le matériau brut et celui chauffé à 410 °C. Qualitativement, on a mis en évidence l'existence d'une structure amorphe de l'alumine sans qu'il y ait une transformation sous la forme cristallisée après chauffage du matériau. De ce fait, le phénomène physique inhérent à la présence croissante de MgO serait la sublimation lente du magnésium.

© Les Editions de Physique 1997