Sciences des matériaux
Energetics of atomic hydrogen absorption in C15-Fe2Zr Laves phases with ternary additions: A DFT study
The pseudo-potential Density Functional Theory (DFT) method using the GeneralizedGradient Approximation (GGA) was applied to investigate hydrogen absorption trends inthe cubic C15-ZrFe2 Laves phase in the presence of several ternary additions. The effect ofthe ternary addition on the stability of the Laves phase was investigated. The relativestability of atomic hydrogen at various interstitial sites was determined taking into accountthe type of ternary addition for different H contents in the hydrides. The results wereanalyzed and particular attention was given to the formation and binding energies ofhydrogen. It was found that hydrogen prefers the 96g site in the clean C15-Fe2Zr, and itsabsorption leads to decrease the heat of formation of the formed hydrides with occurrenceof phase separation around 6H/fu. This effect was enhanced by the presence of ternaryadditions. Moreover, alloys with Be, V, Cr, Mn, Y and Tc elements at the Fe sites were foundto absorb hydrogen up to 6H/fu. More interestingly, the cohesion of hydrogen atoms wasfound to be very sensitive to the third element nature. The hydrides with V, Y, and moreparticularly Tc and Ru have exhibited interesting energetics which would be very attractivefor practical applications. Voir les détails
Mots clés : Laves Phases, Hydrogen absorption, Atomic defects, Relative stability, DFT
Residual stresses of a magnesium alloy (AZ31) welded by the friction stir welding processes.
Abstract. The objective of this study was to evaluate the residual stresses of FSW welding magnesium alloys (AZ31). The results show that the FSW processes lead to the formation of several distinct zones with differing mechanical properties. The residual stresses evolution have been explained by the heterogeneous modifications of the microstructure particularly a marked decrease in the grain size, a high modification of the crystallographic texture and the different anisotropic properties resulting from plasticity induced by the FSW process. Voir les détails
Mots clés : AZ31 magnesium alloy, Friction Stir Welding, residual stresses
Study and analysis of mechanical and viscoelasticbehavior in flexure of laminated composites
In the present paper, seven laminated composites were thesubject of an experimental study to determine their mechanical and viscoelastic properties by means of dynamic mechanical analysis in a bending configuration. The influenceof the frequency, fiber type and fiber orientation on dynamic mechanical properties of different system composites were investigated. Carbon/epoxy laminates exhibit agreat stiffness when fibers are oriented along the axis ofthe clamps, and the maximum modulus was reported forunidirectional carbon/epoxy laminate [08 plies] with56.4 GPa. The glass transition temperature was found to decrease with the incorporation of fibers and increase with increased frequency. For the Kevlar/epoxy laminate, an increase of 12.5 8C in glass transition temperature wasobserved. This is related to a better interfacial adhesion between epoxy matrix and Kevlar fibers Voir les détails
Mots clés : Composite laminate, Dynamic mechanical analysis, Fiber/matrice interface, glass transition temperature
Etude structurale et optique de films minces ZnO élaborés par voie physique et/ou chimique
Dans ce travail de thèse, nous avons étudié essentiellement les propriétés structurales et optiques de couches minces d’oxyde de zinc (ZnO) élaborées à l’aide des techniques de l’ablation laser pulsé (PLD) et de spray pyrolyse ultrasonique. Par la méthode physique PLD, nous avons préparé des couches ZnO non dopé et dopé au cobalt 3 et 5 %at. Co: ZnO (CZO). Les films ont été déposés sur des substrats de verre et de silicium chauffés à 450°C. La source utilisée est un laser excimer KrF (248 nm, 25 ns, 2 J⁄cm2). Les couches fabriquées ont été analysées par différentes techniques : la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie à force atomique (AFM), la spectroscopie de rétrodiffusion Rutherford (RBS), la spectrophotométrie UV-visible, la spectroscopie des lignes noires (M-Lines) et l’effet Hall. Tandis que les films ZnO, obtenus par la technique chimique de spray ultrasonique, ont été déposés pendant 10, 20 et 30 minutes sur un substrat de verre chauffé à 410°C, et caractérisés ensuite par les techniques : DRX, AFM, UV-visible, M-lines et l’effet Hall.L’étude réalisée montre que tous les films d’oxyde de zinc ainsi fabriqués possèdent une structure hexagonale de type würzite et une orientation préférentielle suivant la direction (002) confondue avec l’axe c perpendiculaire à la surface des substrats. La taille des grains déduite des mesures DRX varie entre 24 et 40 nm. Les mesures de couplage optique par prisme (M-lines) montrent que les couches ZnO sont monomodes (pour les polarisations en TE et en TM). Par contre, le film ZnO non dopé fabriqué par PLD s’avère être un guide d’onde bimode en TM. Les couches obtenues ont une transmission optique variant de 70 à 90% dans la région visible du spectre. Les valeurs des énergies de la bande interdite, déterminées à partir des spectres de transmission pour les films déposés sur du verre, varient entre 3.18 et 3.37 eV. La conductivité électrique et la concentration des porteurs de charge, mesurées à l’aide de l’effet Hall, sont relativement faibles pour les films ZnO préparés par la voie chimique de spray. Voir les détails
Mots clés : couche mince, ZnO, PLD, Spray, DRX, AFM, RBS, M-lines, UV-visible, Effet Hall.
Etude de l’influence de la composition chimique sur laformation de la structure et la tenue à l’usure des fontes auchrome
The use properties modification of chromium cast iron can be insured by severalmethods as chemical composition variation, carbide former alloying, by heat treatment and bymechanical processing. Alloying elements have been used in many research works usinghypoeutectic, eutectic, hypereutectic compositions of weakly and high alloyed chromium castirons. The target is to obtain a cast iron with respect of services requirementsCement, mining and steel making industries, in their daily practices of grinding andcrushing, require parts having high wear resistance. These operations take place in a veryaggressive environment because the grinding and the crushing of raw materials take placeunder the influence of the requests of abrasion and of the friction.The object of the present work is aimed on « Study of the chemical compositioninfluence on the structure formation the wear behavior of a chromium cast iron". The usedmethodology consisted of forming element addition. It is about manganese, niobium,vanadium, molybdenum and titanium. At first the manganese was only added to the melt thencombined with one, two and three elements. The chemical analysis, optical and SEMmicroscopy was used to characterize the microstructure of the studied compositions. TheDRX was much more used to define the type and the proportion of the formed phases as wellas the effect brought by the carbide former addition the crystalline parameters of the formedphases. The DSC technique gave thermal behavior of studied compositions, the wear testsdefined the wear behavior and shown the effect of the addition of alloying elements Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, microstructure, usure, Eléments d'addition
Fabrication et caractérisation d’un résonateur piézocéramique
Dans ce travail nous avons deux objectifs. Le premier est l'élaboration et l'étude des propriétés électriques et diélectriques des pastilles PbTiO3 en fonction de la pression de pastillage, de la température et de la durée de frittage. Le deuxième est la synthèse et l’élaboration des pastilles de PbTiO3 à partir des poudres de PbO et de Ti3O5 .Les échantillons choisis dans cette étude ont été préparés par la méthode de synthèse par voie solide. Les échantillons ont compactés aux pressions 30, 35, 55, 150 et 300 MPa et subi un frittage aux températures de : 900, 1100 et 1200 C0 , pendant 1, 8 et 24 h. Ceci est dans le but d'optimiser la pression, la température et la durée de frittage pour atteindre une densité maximale (se rapprochant de la densité théorique) et donc des échantillons de meilleure qualité.Différentes techniques de caractérisations ont été utilisées dans cette étude telles que, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), le microscope optique (MO), les mesures électriques d’impédance mètre et la spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR).Les diagrammes de diffraction des rayons X ont indiqué l’effet de pression sur la cristallisation de PbO et PbTiO3 et l’évolution de formation de la phase PbTiO3 en fonction de la température de calcination (850 et 1000 C0).L'étude des propriétés électriques a donné une résistivité plus faible que celle publiée dans la littérature.En fin, l'étude des impédances en fonction de la fréquence a montré le caractère piézoélectrique des échantillons. Voir les détails
Mots clés : Propriétés diélectriques, propriétés piézoélectriques, PbTiO3, PbO, Ti3O5, Structure perovskite, Diffraction des rayons X sur poudre, Ferroélectricité, Analyse microscopique électronique à balayage (MEB), Phase tétragonale, frittage, pression de pastillage, fréquence
Fabrication et caractérisation d’un résonateur piézocéramique.
Dans ce travail nous avons deux objectifs. Le premier est l'élaboration et l'étude des propriétés électriques et diélectriques des pastilles PbTiO3 en fonction de la pression de pastillage, de la température et de la durée de frittage. Le deuxième est la synthèse et l’élaboration des pastilles de PbTiO3 à partir des poudres de PbO et de Ti3O5 .Les échantillons choisis dans cette étude ont été préparés par la méthode de synthèse par voie solide. Les échantillons ont compactés aux pressions 30, 35, 55, 150 et 300 MPa et subi un frittage aux températures de : 900, 1100 et 1200 C0 , pendant 1, 8 et 24 h. Ceci est dans le but d'optimiser la pression, la température et la durée de frittage pour atteindre une densité maximale (se rapprochant de la densité théorique) et donc des échantillons de meilleure qualité.Différentes techniques de caractérisations ont été utilisées dans cette étude telles que, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), le microscope optique (MO), les mesures électriques d’impédance mètre et la spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR).Les diagrammes de diffraction des rayons X ont indiqué l’effet de pression sur la cristallisation de PbO et PbTiO3 et l’évolution de formation de la phase PbTiO3 en fonction de la température de calcination (850 et 1000 C0).L'étude des propriétés électriques a donné une résistivité plus faible que celle publiée dans la littérature.En fin, l'étude des impédances en fonction de la fréquence a montré le caractère piézoélectrique des échantillons. Voir les détails
Mots clés : Propriétés diélectriques, propriétés piézoélectriques, PbTiO3, PbO, Ti3O5, Structure perovskite, Diffraction des rayons X sur poudre, Ferroélectricité, Analyse microscopique électronique à balayage (MEB), Phase tétragonale, frittage, pression de pastillage, fréquence.
Effet d’un traitement thermique sur le comportement d’une anode Sacrificielle de Zinc dans l’eau de mer.
Nous avons dans ce travail réaliser une étude sur le comportement électrochimique d’une l’anode de zinc ayant subi un traitement thermique. Dans ce travail on s’est intéressé à l’étude de l’impact des traitements thermiques sur la corrosion et la passivation des anodes en alliage de zinc dans une eau de mer naturelle.Le traitement de mise en solution se fait à 320°C pendant 3 heures suivis d’une trempe à l'eau et à l’air. Pour la réalisation de ce travail, nous avons fait appel aux techniques électrochimiques (détermination des paramètres caractéristiques, compte tenu du traitement thermique effectué : potentiel libre, potentiel de corrosion, courant de corrosion, droite de Tafel, et résistance de polarisation) et en utilisant une technique directe de mesure de la vitesse de corrosion, à savoir le suivi de la variation de masse d’échantillons immergés en fonction du temps d’immersion. La technique repose sur un principe simple de pesée des échantillons avant et après immersion. Voir les détails
Mots clés : traitement thermique, corrosion, passivation, Protection cathodique, Anode sacrificielle, eau de mer.
Synthesis and characterization of ZnO nanogranules
In this paper, we report the synthesis of ZnO nanogranules by a solid state mixing of zinc nitrate tetrahydrate ZnO(NO3)2 with citric acid monohydrate C6H8O7, followed by aging and calcination at different temperatures of 400°C to 600°C. The crystallinity, structure and morphology of as prepared ZnO-nanocrystals have been characterized using powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron Microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Optical properties of ZnO nanoparticles were also studied using an ultraviolet–visible (UV–vis) spectrophotometer. Voir les détails
Mots clés : Zinc oxide, nanogranules, ZnO nanopowder.
Magnetic, microstructure characterization of Fe65Co35 nanocrystalline alloy synthesized by mechanicalalloying process
An investigation was conducted to explore the applicability of magnetic and microwavetechniques to characterize grains size variation during mechanical alloying. A series ofNanocrystalline Fe65Co35 samples have been prepared, these structures are prepared usingmechanical alloying based on planetary ball mill under several milling conditions.Mechanical alloying is a non-equilibrium process for materials synthesis. The structuraleffects of mechanical alloying of powders were investigated by X - Ray diffractionanalysis, microwaves and VSM magnetic technique. Consequently, alloy powder with an180180average grain size about of 8 nm was obtained. Experimental results show that finenanocrystalline alloy powders prepared by mechanical milling are very promising formicrowave applications. Voir les détails
Mots clés : Fe-Co powder; Mechanical alloying; Magnetic properties; Microwave.