CRTI Library

Microstructure and Tribological Behavior of In SituTiC-Ni(Si,Ti) Composites Elaborated from Ni and Ti3SiC2 Powders

Herein, we study the effect of Ti3SiC2 on the microstructures and tribological properties of an in situ TiC reinforced Ni(Si, Ti) composites elaborated from Ni and Ti3SiC2 MAX phase powders against steel(100Cr6). Pressureless sintering at 1080 C for 4 h of Ni and Ti3SiC2 powders was used to elaborate these composites with 10, 20 and 30 wt.% of Ti3SiC2. The microstructures of the composites were investigated by scanning electron microscopy (SEM), x-rays diffraction and Raman spectroscopy. Standard ball-on-disk friction wear tests under different applied loads were conducted on the composites surfaces at room temperature. For the three elaborated composites, Ti3SiC2 was totally decomposed and transformed to TiC phase, while the released Si and Ti atoms from Ti3SiC2 diffused into Ni matrix forming Ni(Si, Ti) solid solution. As compared with reference (Ni) sinter, the addition of 20 wt.% Ti3SiC2 in the Ni matrix improved the hardness by  250%. The addition of Ti3SiC2 particles also had a beneficial effect on the tribological performance of these composites against steel. The worn surfaces of the elaborated composites under all applied loads are characterized by the presence of a lubricious Fe3O4-aFe2O3 tribofilms. The effect of chemical compositions and different applied loads on the wear mechanisms of the three elaborated composites is discussed. Voir les détails

Mots clés : In situ composites, MAX phase, Microstructures, wear

Contrôle du joint de soudure d’un pipeline par ultrasons

In this study, we have been adapted to the various techniques of non-destructive testing and especially non-destructive ultrasonic testing by contact of a piezoelectric transducer with welded parts (welded pipe). This method can detect, locate, dimension and identify defects in the weld seam after going through several steps such as calibration and tracing of the distance amplitude curve. The ultimate goal of this control is to accept or reject controlled parts according to international standards Voir les détails

Mots clés : Non-Destructive testing, - ultrasonic testing, welded pipe

Détection, positionnement, localisation et identification des défauts dans les matériaux solides par ultrasons

In this study, we have been adapted to the various techniques of non-destructive testing and especially non-destructive ultrasonic testing by contact of a piezoelectric transducer with welded parts (different types of welding). This method can detect, locate, dimension and identify defects in the weld seam after going through several steps such as calibration and tracing of the distance amplitude curve. The ultimate goal of this control is to accept or reject controlled parts according to international standards Voir les détails

Mots clés : Non-Destructive testing, piezoelectric transducer, different types of welding

Elaboration et caractérisation des composites stratifiés à base de fibres de carbone et de fibres de verre à usage aéronautique

This work is based on the elaboration and the characterization of different types of laminated composites based on epoxy resin, carbon fiber and glass fiber. These composites differ based on three essential parameters, including the type of reinforcements used, the orientation of the constituent fibers reinforcements and the heat treatment temperature at which these laminated composites were exposed. The characterization is then done to see the influence of these elaboration parameters on the physical and dynamic behaviors of this laminated composite materials developed during and after the solicitation. For this, we used nondestructive testing methods such as ultrasound and microscopy and destructive methods such as tensile and bending tests. The results obtained from the various tests were the subject of comparative interpretations followed by interesting perspectives. Voir les détails

Mots clés : Laminated composites, carbon fiber, Glass fiber, Epoxy resin, nondestructive test, mechanic tests

Effet de l’application d’une peinture anti-corrosion sur le comportement électrochimique de l’acier au carbone en milieu acide

In this work, we are interested in the evolution of the surface roughness of steel (mechanically polished (A2, A3) and shot-blasted (A2G, A3G)) and the thickness of the paint applied to different surface states (mechanically polished (A2P, A3P) and shot blasted (A2GP, A3GP)). Shows that the roughness of grit-carbon steel surfaces is greater than the mechanically polished ones. Although the evolution of the thickness of the paint deposited on mechanically polished and shot-blasted carbon steel, depending on the grade of polishing paper,), shows that the thicknesses of paint deposited on carbon steel surfaces shot blasted are larger than those polished mechanically. The characterization of the samples was determined by scanning electron microscopy (SEM), showing that the surface state of mechanically polished steel (A3) is much better than that of shot-blasted steel (A3G). The surface analysis by SEM also shows that the coatings applied on the shot-blasted steel (A3GP) have a much better morphology than those applied on mechanically polished steel (A3P), and the metallographic micrographic analysis shows that the thickness of the coatings of paints obtained on shot-blasted steel are superior than that obtained on mechanically polished steel, The effect of mechanical polishing and shot blasting on the behavior of carbon steel with respect to corrosion by the use of two electrochemical techniques: potentiodynamic method and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). mechanically polished and shot-blasted steel with and without coating for better resistance to corrosion in hydrochloric acid medium. Spectral analyzes by FTIR, shows the evolution of chemical bonds and functional groups present in the paint applied to steel. Voir les détails

Mots clés : surface roughness of steel, shot-blasted steel (A3G), electron microscopy (SEM)

Elaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de zinc dopées aux métaux pour des applications photovoltaïques et en détection de gaz

L’objectif de la thèse été le développement d’un groupe de dépôt de pulvérisation DC, et le dépôt des couches minces des oxydes métalliques (ZnO, AZO, Cu2O…) pour les testé dans quelques applications, dans ce cadre :  Des couches minces de ZnO, d’AZO et de Cu2O ont été déposées en utilisent un groupe de pulvérisation DC monté au labo et par dépôt laser pulsé (PLD) et ça dans différents conditions de dépôt. Un ’étude en fonction la pression partielle d’oxygène dans la chambre de dépôt été effectuée sur des films minces de ZnO et de Cu2O déposé par pulvérisation DC et PLD, respectivement. Comme nous avons menu un traitement thermique par un laser infra rouge sur les couches de Cu2O déposé à différent pression d’oxygènes. Les échantillons ont été caractérisés par photoluminescence (PL), diffraction des rayons X (XRD), Raman, transmissions optiques (UV – vis), microscopie électronique à balayage (MEB) et des mesures électrique (effet Hall). Tous les résultats montrent l’influence de la PO2 sur les films déposés de ZnO et de Cu2O, et le recuit par laser change les différentes propriétés des couches de Cu2O.Des hétérojonctions Cu2O/AZO et Cu2O/ZnO/AZO ont été déposées sur des substrats de verre par dépôt laser pulsé. Les propriétés structurelles, optiques et électriques des films d'oxydes ont été caractérisées. Les hétérojonctions aussi ont été caractérisées, ou le microscope a force (AFM) atomique et le microscope électronique à balayage (MEB) montrent que l’insertion d’une couche de ZnO entre Cu2O et Le film AZO dans l’hétérojonction améliorent la taille moyenne des grains et la rugosité de la surface. Les hétérojonctions présentent des comportements de diode remarquables. La présence d’un film mince intermédiaire en ZnO réduit de manière significative les courants parasites et de fuite à travers la barrière, améliore la qualité de la hétérostructure, rend la bande d’énergie entre les couches AZO et Cu2O plus lisse et éliminer la possibilité de recombinaison d'interface, ce qui conduit à des électrons beaucoup plus longs durée de vie.L’activité photocatalytique des films ZnO et Cu2O a été étudiée au moyen d’essais la photdégradation de la rhodamine B (RhB) et de méthyl orange (MO) sous irradiation à la lumière solaire. Une étude comparative a été réalisée entre le ZnO et le Cu2O pour la décoloration de la Rhodamine B et du Methyl orange sous la lumière solaire. Les résultats ont montré que les films de ZnO présentent une activité photocatalytique plus grande avec la rhodamine B que le méthyle orange, qui présente plutôt une photodégradation plus importante avec les films de catalyseur de Cu2O. En fait, après avoir exposé les films à la lumière solaire pendant 6 h, on a obtenu un taux d'élimination de 81,69% pour le méthylorange sur des films de Cu2O, tandis que pour la rhodamine B, le meilleur taux d'élimination (60,85%) était obtenu avec du ZnO. Voir les détails

Mots clés : couches minces, ZnO, Photovoltaïques, Détection de gaz

Etude de l’influence de terre rare (Er³⁺) sur les propriétés structurales, optiques et magnétiques des couches minces et xérogels de TiO₂

Des couches minces et des xérogels de TiO₂ non dopés et dopés par l’erbium ont étéélaborés par voie sol gel. Les xérogels ont été caractérisés par DSC et Raman. Les résultatsprésentent que : le maximum de cristallisation est à 339 °C de TiO₂ non dopé, alors que pour celui dopé à 0.1 at.% erbium le premier maximum est observé à 301 °C et enfin, pour les autres cas(0.5, 1et 3 at.% erbium) la cristallisation débute à partir de 351 °C avec un double exothermique.La caractérisation par DRX et Raman des couches minces de TiO₂ expose que leséchantillons obtenus cristallisent uniquement dans système quadrique d’anatase dans le domainede température choisi. Selon ce dernier, nous observons que la taille des grains varieprogressivement avec l’augmentation du taux d’erbium. L’étude de la morphologie par le MEB etl’AFM confirme que les films, ainsi élaborés sont homogène, sans fissuration, de structurenanométrique et possédant une très faible rugosité (de l’ordre de 1 nm).Les spectres UV-Vis- des couches minces obtenus montrent que la réflexion à uneinfluence significative sur l’indice de réfraction, la densité et la porosité. Alors que, les spectres dephotoluminescence (PL) révèlent des bandes caractéristiques d’émissions d’erbium entre 520–570nm et 640–680 nm, et que l’intensité des spectres PL augmente en fonction de taux d’erbium. Apartir des résultats de la spectroscopie des lignes noires, nous notons que les couches mincespossèdent deux modes guidés : TE₀ et TE₁.Les résultats du magnétomètre à échantillon vibrant (VSM) des couches minces de TiO₂ non dopées révèlent un comportement ferromagnétique à la température ambiante et que le dopagepar l'erbium conduit à une augmentation du moment magnétique de saturation (M_s). Enfin, lestests photocatalytiques illustrent une bonne efficacité de dégradation de méthylorange.Les couches minces de Er³⁺:TiO₂ présentent de bonnes propriétés structurales, descaractéristiques de photoluminescence, un très bon comportement de guidage, une structure desemi-conducteurs magnétiques dilués, et donc, sont prometteur pour des éventuelles applicationsdans les dispositifs optoélectroniques. Voir les détails

Mots clés : TiO2 dopé Er3+, sol-gel, morphologie, Photoluminescence, guide d’onde, propriétés magnétiques.

Elaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde dezinc dopées aux métaux pour des applicationsphotovoltaïques et en détection de gaz.

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’élaboration et l’étude de films d’oxydes  métalliques d’oxyde de zinc (ZnO) non dopé et dopé à l’aluminium (AZO) et d’oxyde de cuivre  (Cu2O) dont les propriétés sont modulées par la variation de la pression partielle d’oxygène (PO2) dans l’intervalle [0,05 - 1,30 mbar] tout en maintenant la pression d'argon fixée à 0,05 mbar, en vue de leur application dans différents domaines. Les dépôts ont été réalisés en utilisant la technique de pulvérisation DC et le dépôt laser pulsé (Pulsed Laser Deposition) (PLD). Les différentes propriétés des échantillons ont été étudiées à travers des analyses de diffraction de rayons X (XRD), de spectroscopie Raman, de transmissions optiques (UV – vis), de microscopie électronique à balayage (MEB) et de mesures électriques d’effet Hall et de caractéristiques courant-tension (I-V) dans le cas des hétérojonctions. Tous les résultats révèlent l’influence particulière des différents intervalles de valeur de la pression d’oxygène, sur les films déposés de ZnO et de Cu2O. Un traitement thermique par un laser infrarouge de différentes énergies, effectué sur les couches de Cu2O a affecté considérablement leurs différentes propriétés. Des hétérojonctions Cu2O/AZO et Cu2O/ZnO/AZO ont été déposées sur des substrats de verre par dépôt de laser pulsé. Elles ont aussi été caractérisées par microscopie à force atomique (AFM) et par microscopie électronique à balayage (MEB). On montre que l’insertion d’une couche de ZnO entre Cu2O et Le film AZO dans l’hétérojonction augmente la taille moyenne des grains et améliore la rugosité de la surface supérieure de l’hétérojonction (surface de la couche AZO). Les mesures de courant-tension (I-V) révèlent que les hétérojonctions réalisées, présentent des comportements remarquables de diodes. La présence du film mince intermédiaire de ZnO réduit de manière significative les courants parasites et de fuite à travers la barrière, améliore la qualité de l’hétérostructure, modifie la bande d’énergie entre les couches AZO et Cu2O en la rendant moins abrupte (plus lisse) et contribue à diminuer la possibilité de la recombinaison des porteurs de charge à l'interface, augmentant ainsi leur durée de vie. L’activité photocatalytique des films ZnO et Cu2O a été étudiée au moyen d’essais sur la photodégradation de la rhodamine B (RhB) et du méthyl-orange (MO) sous irradiation directe de rayons solaires. Une étude comparative a été menée entre le ZnO et le Cu2O pour la décoloration de la Rhodamine B et du Methyl-orange sous la lumière solaire. Les résultats ont montré que les films de ZnO présentent une activité photocatalytique plus grande avec la rhodamine B que le méthyle orange, qui présente plutôt une photodégradation plus importante avec les films de catalyseur de Cu2O. Après exposition des films à la lumière solaire pendant 6 h, un taux d'élimination de 81,69% a été obtenu pour le méthylorange sur des films de Cu2O, tandis que pour la rhodamine B, le meilleur taux d'élimination (60,85%) a été obtenu avec le ZnO.La pression partielle d’oxygène, le traitement thermique au cours des dépôts sont des paramètres clé affectant les propriétés des films d’oxydes métalliques déposés, leur conférant une application appropriée. Voir les détails

Mots clés : oxydes transparentes conducteurs, pulvérisation cathodique, caractérisation électrique, dopage des semiconducteurs, caractérisation optique, caractérisation structurale.

damage analysis of composite materials

Fiber reinforced composite materials have been increasingly used as structural material in airplanes and in space applications because of their high specific stiffness and strength. This work presents the results of the damage kinetic of carbon fiber reinforced polymer using the acoustic emission under solicitations. The correlations between acoustic emission parameters and damage mechanism are identified, and then confirmed by microscopic observations. This review will emphasize the roles that AE can play as a tool for the composite materials, damage mechanisms, and characterization of damage evolution with increasing time or stress, the localization and origin of damage, quantification of crack size based on energy release from concrete structures in the field and reduction in the numbers of test specimens required in various studies. Voir les détails

Mots clés : kinetic, damage, simulation, energy, acoustic emission.

KINETIC DAMAGE ANALYSIS OF COMPOSITE MATERIALS USING ACOUSTIC EMISSION

Fiber reinforced composite materials have been increasingly used as structural material in airplanes, because of their high specific stiffness and strength. Structural design and non destructive test techniques have evolved as increased emphasis has been placed on the durability and damage tolerance of these materials. This work presents the results of the damage kinetic of carbon fiber reinforced polymer using the acoustic emission under solicitations. The correlations between acoustic emission parameters and damage mechanism are identified, and then confirmed by microscopic observations. This review will emphasize the roles that AE can play as a tool for the composite materials, damage mechanisms, and characterization of damage evolution with increasing time or stress, the localization and origin of damage, quantification of crack size based on energy release from concrete structures in the field and reduction in the numbers of test specimens required in various studies. Voir les détails

Mots clés : Composite material, damage, Correlation, mechanism, localization