Liste des communications
Hydrothermal Synthesis of Graphene
Nanomaterials containing carbon have open new ways for the development of interesting and innovator applications. Among these materials, the mother of all graphite shapes, the graphene, is becoming a material of a great interest because of their remarkable properties (physical, chemical and electrical ones). Currently, the graphene presents a great promise for potential applications in many technological fields such as: sensors, composites, transparent conducting films, solar cells, storage medium of gas, etc. The development of graphene is a technological challenge; the methods of current production are required with a balance between the facility of the production and the quality of materials. Our present work consists on a preparation of graphene oxide by Hummers method and its chemical reduction using an environmentally friendly reagent, namely, l-glutathione, under mild condition in aqueous solution. The resulting graphene was characterized by X-ray diffraction Voir les détails
Mots clés : Graphene, graphene nanosheets, hydrothermal technique, Chemical reduction
Propriétés microstructurales et mécaniques d’un assemblage WC-W-3Fe /WC-Co obtenu par brasage
Dans les outils de forage, l’assemblage du cermet WC-Co de taillant en PDC avec le consolidé de multi-matériau WC-W-3Fe obtenu par infiltration non conventionnelle est réalisé par brasage en utilisant un alliage d’apport (MA) à base d’argent. Une diffusion à faible échelle de l’Ag et du Co sur l’interface (MA)/WC-Co est mise en évidence. La caractérisation microstructurale du joint assemblé est effectuée à l’aide de la microscopie électronique à balayage couplée à l’EDS donnant une idée sur la distribution des constituants le long du joint, tandis que l’évolution des propriétés mécaniques est évaluée à l’aide d’un profil de micro-dureté HV0.3. Voir les détails
Mots clés : brasage, Cermet, infiltration, multi-matériau, interface.
Caractérisation métallurgique et électrochimique d’une électrode ENiCrFe-3 avant et après fusion
L’objet de ce travail est de faire une étude comparative à travers une caractérisation métallurgique et électrochimique d’une électrode à base de nickel l’ENiCrFe-3 avant et après fusion lors d’un soudage manuel (SMAW). Plusieurs techniques de caractérisation ont été adoptées afin d’y parvenir à savoir : l’analyse EDX par Microscopie Electronique à balayage, des mesures de dureté HV10 ainsi que des essais électrochimiques. Voir les détails
Mots clés : Electrode ENiCrFe-3, enrobage rutile, microstructure, électrochimie, calamine
A New Approach to Solve Inverse Kinematics of a Planar Flexible Continuum Robot
Research on the modeling of continuum robots, focused on ways to constrain the geometric models, while maintaining maximum specificities and mechanical properties of the robot. In this paper we propose a new numerical solution for solving the inverse geometric model of a planar flexible continuum robot, we assuming that each section is curved in an arc of a circle, while having the central axis of the inextensible structure. The inverse geometric model for one section is calculated geometrically, whereas the extreme points, of each section, used in calculating the inverse geometric model for multi-section is calculated numerically using a particle swarm optimization (PSO) method. Simulation examples of this method are carried to validate the proposed approach. Voir les détails
Mots clés : Flexible Continuum Robot, Planar Robot, Inverse kinematics, Particle Swarm Optimization
Caractérisation des couches minces par les techniques optiques
Dans ce travail nous avons utilisé des techniques optique et structurale pour caractériser des couches minces de ZnO déposé par pulvérisation cathodique sur des substrats du verre corning et du silicium monocristallin. Nous avons utilisé la spectroscopie Raman pour analyser le type de la structure du couche mince (ZnO) ainsi la diffraction des rayons X, Les caractérisations optiques comportent le relevé des transmittances dans l’UV-Visible et les paramètres optiques tel que les indices de réfraction des couches et leur épaisseur, les mesures de la photoluminescence pour déduire le gap des couches et les niveaux des défauts dans le matériau. Les caractérisations structurales (diffraction des rayons X et Raman) mettent en évidence une structure hexagonale würtzite de ZnO, Les mesures de transmission optique des couches montrent que la transmission optique est très élevée (facteur de transmission) dans la gamme de longueurs d’ondes située entre 400nm et 2500 nm. Voir les détails
Mots clés : pulvérisation réactive, oxyde de zinc, propriétés optiques, caractérisation structurale, conductivité électrique
Comportement tribologique du composite à matrices métalliques (CMM) W-10Ni-5Fe élaboré par le procédé d’infiltration spontanée
Les composites à matrices métallique (CMM) pouvant combiner une dureté élevée et une ténacité convenable sont très recherchés dans des applications nécessitant une résistance à l’usure, à l’érosion et à la corrosion élevées. Ce travail s’intéresse particulièrement au comportement en frottements et usure à sec du CMM W-10Ni-5Fe contre une bille en céramique à base d’alumine (Al2O3) à température ambiante.La détermination du coefficient de frottement et du taux d'usure dans différentes conditions d’usure et l'analyse des morphologies des surfaces usées au MEB couplé à l’EDS ont permet de dégager l’effet des éléments nickel et fer sur la phase liante du composite. Le taux d'usure peut variait de 0,92 mm3(N.m)-1à 9 mm3(N.m)-1pour le composite W-10Ni-5Fe (% en poids). Les mécanismes d'usure des surfaces usées comportent les mécanismes d’usure d’adhésion et d’abrasion Voir les détails
Mots clés : Composite CMM, infiltration spontanée, comportement tribologie, frottement, usure
Effect of heat input variation on microstructure and mechanical behavior of SMAW welded super duplex joints
In the present study, the effect of heat input variation on microstructure and mechanical behavior of SAF 2507 super duplex stainless steel welded using 308L filler metal is investigated. A duplex austenitic-ferritic microstructure is observed in the weld metal whereas some ferrite grain growth is recorded in the heat affected zone (HAZ). Increasing heat input from 1.19 to 2.42 KJ/mm causes a decrease in ferrite amount in the WM and a slight grain growth in the HAZ. A change in the ferrite grain morphology from acicular to circular is also observed in the WM. A better combination of the mechanical properties and microstructual features is obtained for a heat input of 2.42 KJ/mm. Voir les détails
Mots clés : super duplex stainless steel, heat input, SMAW, alloying elements
The effect of successive repairs on the weldment quality of API 5L X-70 pipeline steel H.S.L.A
The effect of successive repairs on the weldment quality of API 5L X-70 pipeline steel H.S.L.A Voir les détails
Mots clés : welding, Heat affected zone, Thermal cycles, DRX, HSLA
Synthèse par voie humide de l’hydroxyapatite : Influence du temps d’agitation
Centre de recherche scientifique et technique en soudage et contrôle (CSC), Unité de Recherche en Technologies Industrielles (URTI), Compus Sidi Amar, BP 12, Annaba 23000, Algérie.RésuméLes implantations de prothèses dans un site osseux génèrent des réactions entre les tissus et l’implant qui permettent d’aboutir à son ostéointégration. Pour favoriser cette biointégration, de nombreuses études ont montré l’intérêt de recouvrir l’implant de revêtements présentant des fonctions ioniques similaires à celles des molécules naturelles. Les céramiques phosphocalciques sont très souvent utilisées pour ces revêtements. Elles permettent de combler la perte de substance osseuse grâce à leur composition proche de celle du minéral osseux, leur biocompatibilité, leur stabilité chimique et leur faible densité. L’une des céramiques bioactives à base de phosphate de calcium les plus utilisées est l’hydroxyapatite (HA). nous avons élaboré deux poudres d’hydroxyapatite par voie humide, en variant le temps d’agitation : 72 h et 48 h. La double décomposition est une méthode très rentable, le rendement est de l’ordre de 70% mais demande beaucoup de temps. Les spectres DRX montrent que le temps d’agitation a un effet directe sur la pureté du HA préparée. Voir les détails
Mots clés : hydroxyapatite, biomatériaux, céramiques, double décomposition, voie humide
Mécanisme du frittage de l’hydroxyapatite (HA)
Les sels du phosphate de calcium (CaP) sont les principaux constituants minéraux de l’os des vertébrés et des dents. Parmi les sels de CaP, l’hydroxyapatite (Ca10 (PO4)6 (OH)2, HAp), est la phase cristalline la plus stable thermodynamiquement dans les fluides corporels, la plus similaire à la phase minérale de l’os : en effet, CaP d’origine naturelle est d’habitude carbonatée et déficiente en calcium avec un rapport Ca/P<1,67.Des études récentes ont également montré que les particules du HAp inhibent la croissance de nombreux types de cellules cancéreuses. Aussi, HAp et ses dérivés conduisent à de nombreuses applications industrielles et technologiques non médicales, par exemple en tant que catalyseur pour des réactions chimiques telles que l’addition de type Michael, et l’oxydation du méthane, les matériaux hôtes pour les lasers, les matériaux fluorescents, des conducteurs d’ions et des capteurs de gaz. L’HAp présente des qualités très pratiques pour les processus de traitement de l’eau et l’assainissement des sols contaminés par les métaux lourds [1-3].L’hydroxyapatite (Ca10 (PO4) 6 (OH)) 2 (HA) est un matériau biocéramique souvent utilisée pour des greffes osseuses et des implantations clinique. HA a la capacité de se lier chimiquement avec le tissu osseux vivant, en raison, de sa composition chimique. En outre, la bioactivité et la biocompatibilité de HA permet l’adhérence et la prolifération des ostéoblastes. Cependant, elle est fragile en traction et présente une faible résistance à la rupture par rapport à l'os naturel [4, 5]. L’hydroxyapatite peut être fabriqué par différentes techniques, en fonction de la microstructure et les propriétés désirées. Pour produire des implants capables de résister à des charges mécaniques, il est nécessaire d’utiliser des céramiques densément frittées, qui résistent mécaniquement mieux que les céramiques poreuses. Le frittage est un procédé complexe qui entraine une évolution de la microstructure à travers plusieurs mécanismes de transport de la matière (diffusion en surface, évaporation-condensation, diffusion en volume, diffusion de joints de grains, etc.). Il consiste à un traitement thermique d’une poudre poreuse compactée à une température inférieure à sa température de fusion. Il conduit à densification de céramique par l’élimination des pores dans le corps cru. Durant ce traitement, plusieurs phénomènes induisent la consolidation et la densification de la pièce mise en forme, où, la taille et la forme des particules peuvent changer considérablement d’une manière simultanée. Pendant ce processus, des réactions chimiques peuvent se produire et changent la composition et/ou la phase du produit fritté. Par conséquence, le frittage est d’une importance capitale, dont le majeur objectif est l’obtention d’une microstructure uniforme avec une haute densité avec la taille de grain désirée. [6-9]. La capacité de frittage d’une céramique dépend de plusieurs paramètres expérimentaux comme l’atmosphère, le temps et la température, et de paramètres physico-chimiques tels que la distribution de la taille des grains, la surface spécifique, la densité du corps cru, la composition chimique et la substitution ioniques. Dû à son importance, de nombreux travaux de recherche ont été réalisé, afin de développer la technique appropriée pour la fabrication d’une HAp dense à savoir le frittage conventionnel, le pressage à chaud (HP) ou récemment la technique spark plasma sintering SPS [4].Il est bien connu que la combinaison d’une taille de grains très fine et d’une haute densité permet l’amélioration des propriétés mécaniques des céramiques. Cependant, la préparation d’une céramique dense avec des grains fins est difficile à réaliser, parce que la densification s’accompagne avec la croissance des grains et toute les deux sont gouvernées par des mécanismes de diffusion, qui active simultanément la densification et le grossissent des grains [10].La compréhension de la cinétique de frittage et les mécanismes mis en jeu aide énormément à choisir les meilleures conditions pour l’obtention d’une céramique dense ayant de bonnes propriétés mécaniques.Mécanisme et cinétique du frittage du HAp: Le processus de densification implique 3 étapes majeures, associées à différents domaines de densité relative du matériau ρ. La densification est activée par une énergie de surface σs :σs = 2γ / r (2) avec: σs contrainte de traction en surface, γ la tension en intterface, r rayon des pores sphériques.1. 0,5 < ρ < 0,65 : Formation des joints de grains qui permettent l’établissement d’un squelette solide traversé de pores ouverts sur l’extérieur. Dans le cas du HAp la surface spécifique de la poudre compactée commence à diminuer à partir de 400°C, pendant que les grains se soudent via des liaisons chimiques, qui se manifestent par l’apparition des cols entre 700-800°C [4]. Durant cette étape, la consolidation de la poudre se fait par diffusion superficielle. Dans le cas générale, pour des CaP de formule Ca10-x(PO4)6-x(HPO4)x(OH)2-x, avec 2 ≥ x ≥ 0, la diffusion est analysée et quantifiée selon la loi [4, 11, 14]:ν= dS/dt = k(T,Ca/P) (PH2O)0.68 S8 (3)Avec: S la surface spécifique, PH2O la pression partielle de la vapeur d’eau, k est fonction de la température et de la composition de l’hydroxyapatite déficiente en calcium (CaDHA).2. 0,65 < ρ < 0,92 : Diminution de la porosité ouverte et apparition de pores fermés. Pour une densité relative <85% , la diffusion zen volume est prédominante à court terme (t < 30 min) et à des températures < 1000°C, tandis que la diffusion en joints de grains se produit à des hautes températures et pour des durés assez importantes. Pour une haute densité relative, la densification se fait en parallèle avec le grossissement des grains, ainsi le mécanisme de densification devient difficile à identifier [15].La force motrice du frittage est due aussi à l’énergie interfaciale des courbures des surfaces. La matière se transfère de la surface convexe (r > 0) vers la surface concave (r < 0). Cette courbature contribue à la migration des joints et la croissance des grains. Idéalement, un équilibre final avec des joints de grains plats devrait être atteint. En utilisant un modèle bidimensionnel simple (les modèle 3D sont plus complexes), la microstructure finale peut être schématisée par des grains hexagonaux avec des angles d’équilibre idéal de 120° à la jonction de trois grains adjacents [16, 17].3. 0,92 < ρ < 1 : la porosité fermé est éliminée par l’isolation des pores dans la matrice. La croissance des grains dépend des paramètres thermodynamiques et cinétiques qui est aussi reliée à la température à laquelle les pores se ferment. Cependant, comme il y a pas une étude formelle qui discute la cinétique de croissance des grains du HAp vis-à-vis la température, il est difficile de conclure si le temps ou la température qui est prédominant. Récemment, un nouveau type de frittage en deux étapes, TSS (two-step sintering), est employé pour prévenir la croissance des grains pendant la densification.Deux mécanismes peuvent agir sur la morphologie des joints de grains, le premier est la diffusion superficielle qui induit une consolidation de la poudre compactée sans densification, le deuxième est la diffusion en volume ou en joint de grains avec densification.La densification maximale dépend de deux paramètres thermodynamiques et cinétiques principales qui sont corrélés : la température à laquelle les pores se ferment et la réaction de déshydroxylation progresse. Considérant ce dernier point, l’atmosphère du frittage doit jouer un rôle dans le processusde densification. Voir les détails
Mots clés : hydroxyapatite, frittage, mécanismes, cinétique