J. Physique Lett. 43, 77-81 (1982)
DOI: 10.1051/jphyslet:0198200430307700

Transmission electron microscopy study of quartz single crystals deformed at room temperature and atmospheric pressure by indentations

L. Trépied et J.C. Doukhan

Laboratoire de Structure et Propriétés de l'Etat Solide, Université des Sciences et Techniques de Lille, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France

Abstract
Plastic deformation at room temperature of quartz single crystals has been carried out by means of microindentations. TEM observations of the indented zones clearly show that dislocations are nucleated and glide over a few microns under the high applied stress of the indentor. The following glide systems have been observed : < 1210 > { 1010 }, < 1210 > (0001) and [0001] { 1210 }. Furthermore planar defects parallel to { 1010 }, { 1011 } and (0001) are also observed. Their fringe contrast is coherent with Dauphiné twins.

Résumé
La déformation plastique de quartz synthétiques monocristallins a été effectuée par microindentations. Dans ces conditions, la déformation est localisée dans une zone de quelques [μm]3 autour de l'indentation. Des observations en microscopie électronique à transmission mettent en évidence que des dislocations sont nucléées et glissent sous l'effet de la haute contrainte appliquée par l'indenteur. Les systèmes de glissement observés sont : < 1210 > { 1010 }, < 1210 > (0001) et [0001] { 1210 }. De plus des défauts plans sont parallèles à { 1010 } et { 1011 }. Leur contraste est cohérent avec celui de macles du Dauphiné. Bien qu'elles soient créées par la contrainte appliquée, ces macles ne contribuent pas à la déformation qui est accommodée seulement par le glissement des dislocations.

PACS
6170J - Etch pits, decoration, transmission electron microscopy and other direct observations of dislocations.
6170N - Grain and twin boundaries.
6220F - Deformation and plasticity.

Key words
dislocation nucleation -- impact mechanical -- plastic deformation -- quartz -- slip -- transmission electron microscope examination of materials -- twinning -- plastic deformation -- quartz -- single crystals -- room temperature -- atmospheric pressure -- indentations -- microindentations -- TEM -- dislocations -- applied stress -- glide systems -- planar defects -- Dauphine twins