Sciences des matériaux
Use of Guided Waves for Inspection of Composite Skin-Honeycomb Core
Sandwich plates, made of two aluminum layers and a metal honey comb core are used inthe aircraft industry. The purpose of this study is to show the ultrasonic guided waves sensibility to discover delamination in skin-honeycomb sandwich structures used in aeronautics. Separation between the skin and the core can appear during the manufacture or after use. In this work, Lamb's waves are used to control this kind of plane structure. Indeed, these waves have the advantage to putin vibration the totality of the plate that we want to control and they propagate on long distances without too much attenuation. The revealing, by the guided waves, of the unsticking which canmeet on such sandwiches, between the plate and the honeycomb core is studied and commented. Voir les détails
Mots clés : Lamb waves, Sandwich structure, Dispersion curves, Displacements.
Solid state amorphization transformation in the mechanically alloyedFe27.9Nb2.2B69.9 powders
Mössbauer spectrometry and Rietveld analysis of X-ray diffraction patterns were used to follow the solid state amorphization transformation during the milling process of the Fe27.9 Nb2.2 B69.9 powders. The reaction between elemental Fe, Nb and B powders leads to the formation of the Nb(B) and Fe(B) solid solutions after 1 and 10 h of milling, respectively. A mixture of -Fe, Nb(B) and highly disordered Fe(Nb, B) solid solution is found after 25 h of milling. An amorphous structure is obtained on further milling time (100 h). From the Mössbauer spectrometry results, it is observed that the total mixing of the elemental powders, at the atomic level, is achieved after 50 h of milling and a stationary state corresponding to a full paramagnetic amorphous phase is reached after 100 h of milling. The amorphization process can be described by an Avrami parameter close to n = 1. Voir les détails
Mots clés : Nanostructures Powder metallurgy X-ray diffraction Mössbauer effect
SOLID STATE AMORPHISATION OF A Fe-Co-Nb-B POWDER MIXTURE BY MECHANICAL ALLOYING
L'alliage Fe61Co21Nb3B15 a été préparé à partir d'un mélange de poudres par broyage mécanique haute énergie. Les changements structuraux et microstructuraux ont été suivis par diffraction des rayons X (DRX), spectrométrie Môssbauer, et calorimétrie différentielle programmée (DSC). Une structure amorphe, hautement désordonnée dans laquelle sont logés des grains de taille nanométrique de borure de fer, a été décelée, après un broyage de 48 h, par DRX et par spectrométrie Môssbauer. Un processus de recristallisation mécanique mène à la formation de nano-grains de α-Fe et α-FeCo, après un temps de broyage prolongé. Le désordre dans les poudres broyées a été confirmé par DSC où plusieurs courbes exothermiques se chevauchent sur un large domaine de température. Ce comportement provient de la relaxation des contraintes et du grossissement des grains. Voir les détails
Mots clés : Recristallisation ; Poudremétallique ; Etatamorphe ; Microstructure ; Amorphisation ;Alliage base fer ;Alliage mécanique ;Métallurgie poudre ; Broyage ;
Effet du titane, manganèse et molybdène sur le comportement à l’usure des fontes au chrome traitées
Les fontes à haute teneur en chrome sont largement utilisées dans les domaines où la résistance à l’usure est recommandée. Elles constituent la troisième génération d’alliage après les fontes ordinaires et les fontes au nickel. Le présent travail étudie l’effet de l’addition des éléments carburigènes sur le comportement à l’usure d’une fonte au chrome légèrement hypoeutectique. L’objectif visé est un compromis entre les propriétés de la matrice et des phases eutectiques constituant la microstructure de la fonte étudiée en vue d’atteindre un comportement optimal en cours d’usure caractérisé par de faibles pertes de masse en cours d’exploitation. La méthodologie utilisée consiste à introduire des éléments fortement carburigènes tel que le titane, le manganèse et le molybdène. L’utilisation du titane a été variée entre 0 et 3% par contre le manganèse et le molybdène ont été introduits à des proportions de l’ordre de 0,5% combinés avec le titane (Ti+Mn ; Ti+Mo et Ti+Mn+Mo). La microscopie optique et électronique à balayage ainsi la diffraction des rayons X complétée par affinement Rietveld du diffractogramme expérimental ont été utilisées pour mettre en évidence les précipitations secondaires ainsi que les principales phases microstructurales de cette fonte. Les résultats discutés en terme de comportement à l’usure montrent que la plus faible perte de masse a été obtenue pour l’alliage titrant 3% de titane. Ceci est justifié par le fait que la microstructure de la fonte est composée d’une fine martensite renforcée par des carbures du type MC (TiC) et des carbures secondaires du type M7C3 et d’un carbure eutectique allié. Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, carbures, usure, eutectique
Réalisation d’un transducteur piézoélectrique IDT miniature à base d’une couche mince de ZnO dopé cuivre
Dans ce travail et au sein de Laboratoire de Microscopie Electronique et Sciences des Matériaux LMESM, nous avons mis les étapes nécessaires pour aboutir à la technologie destransducteurs IDT piézoélectriques, de la synthèse des couches minces d’oxyde de zinc dopé cuivre, au moyen de la technique Radiofréquence RF, et la réalisation des doigts interdigités miniatures IDT sur des substrats du verre, silicium et quartz, avec une microlocalisation du ZnO piézoélectrique sur les IDT.Ces dispositifs sont réalisés au moyen de la technique Radiofréquence RF et les étapes de photolithographie. Nous avons procédé à la réalisation des doigts interdigités IDT, par la technique de Microlithographie, et le dépôt des couches du ZnO:Cu sur les IDT. Pour cela nous avons développé la technique d’insolation en mode projection par un système optique. Le but de cette technique est la miniaturisation des dispositifs IDT.Des techniques de caractérisation ont été mises en œuvre pour caractériser les couches ZnO, à voir la diffraction aux RX, la microscopie électronique à balayage MEB et la microscopie optique pour les dispositifs IDT.La réduction minimale obtenue est de 1 : 30, qui a permis d’obtenir des IDT fins de largeur et d’espacement 5 micromètres. Cette technique développée au sein du laboratoire LMESM à permis d’améliorer le facteur de miniaturisation d’un ordre de 30, par rapport aux travaux déjà entretenus dans notre laboratoire. Voir les détails
Mots clés : Transducteur piézoélectrique, Doigts interdigités IDT, Photolithographie, Piézoélectricité, ZnO, Pulvérisation cathodique RF
Caractérisation d’un composite WC-Ni obtenu par le procédé d’infiltration spontanée de poudres libres
Les matériaux multi-constitués à base de W sont très utilisés dans le domaine de laproduction d’outils de forage en PDC (Polycristallin Diamond Corpse) résistant à l’abrasionet à l’érosion. Le procédé de frittage en phase liquide par infiltration spontanée de mélangesde poudres libres est le plus attractif et le plus économique pour réaliser des formescomplexes en une seule étape. Plusieurs auteurs ont étudiés les mécanismes de densificationintervenant au cours de l’infiltration conventionnelle de corps poreux dans le domaine de lamétallurgie des poudres ou dans la technologie des composites. Cependant, rares sont lesauteurs qui ont étudiés les mécanismes intervenant dans la consolidation de poudres libresmulti-constituées.Dans le présent travail, nous nous intéressons particulièrement à l’étude de ladensification du mélange de poudres libres WC-Ni par le procédé d’infiltration spontanée del’alliage Cu-Mn. Différents techniques d’élaboration et de caractérisation ont été utilisées. Lesévolutions microstructurales impliquant, la taille des particules, leur morphologie, leurdistribution ainsi que les interactions locales avec le liant métallique (solubilité, mouillabilité,inter-dissolution et réactions avec l’atmosphère) ont été discutées. Les observations au MEBcouplé à l’analyse EDS nous ont permis de mettre en évidence la dissolution du nickel et sarépartition dans le composé multi-constitué ainsi formé. Voir les détails
Mots clés : frittage liquide, poudres libres, infiltration spontanée.
Modelisation atomistique des proprietés Structurales et Thermiques des alliages Fe2Zr et Fe2Nb dans la structure des Laves C15
Les propriétés structurales et thermiques des alliages intermétalliques Fe2Zr et Fe2Nbcristallisant dans la structure cubique C15 ont été étudiés en utilisant la modélisationnumérique Ab initio et le modèle quasi harmonique de Debye, L’approche Ab initio utiliséeest basée sur le formalisme de la théorie de la densité fonctionnelle ainsi que la méthode dupseudopotentiel.L’évolution des paramètres structuraux ainsi que la chaleur spécifique en fonction de latempérature a été déterminé en minimisant l’énergie libre de Gibbs. Voir les détails
Mots clés : Intermetalliques, phases de laves, ab initio, Modéle quasi-harmonique de Debye
Comportement microstructural et mécanique d’une soudure en acier inoxydable duplex 2205 à haute température
Des traitements thermiques dans l’intervalle de température compris entre 800 et 1200°C, avec une durée de maintien à haute température fixée à 60 min, suivie d’une trempe à l’eau à 20 °C, ont été réalisés sur des soudures en acier inoxydable austéno-ferritique de nuance SAF 2205 (UNS S31803) . Les traitements thermiques réalisés aux températures inférieures à 1000 °C, ont modifié la structure de l’acier inoxydable duplex 2205 en provoquant l’apparition de précipités, identifiés par diffraction des rayons X comme étant, le composé intermétallique , et les carbures de chrome de type M23C6. Les traitements appliqués aux températures supérieures à 1000 °C déplacent l’équilibre - en faveur de la phase . En effet, l’augmentation du taux de ferrite en fonction de la température de traitement est sensiblement linaire. Les taux de ferrite les plus élevés sont enregistrés au niveau de la zone affectée thermiquement (ZAT), qui a subit une ferritisation suite aux effets thermiques du soudage. Voir les détails
Mots clés : acier inoxydable duplex 2205, ferrite delta, traitement thermique, équilibre des phases ferrite/austénite
Effet des Additiond ternaires et evolution des défauts ponctuels en fonction de la temperature dans les alliages FeNb et FeZr
Les intermétalliques sont des composés prometteurs qui suscitent un grand intérêttechnologique. Ces matériaux allient des propriétés mécaniques élevées à hautes températureset une assez bonne résistance à l’oxydation. Cependant leur utilisation est limitée par leurfragilité à basses températures. Ce qui incite les métallurgistes à introduire des élémentsd’additions pour améliorer leurs caractéristiques physiques.Ce travail consiste à déterminer la concentration des défauts ponctuels en fonction dela température en utilisant le model Wagner Schottky. Les énergies de formation desdifférents types des défauts sont calculées en utilisant une méthode Ab initio basée sur laméthode du pseudopotentiel et sur la base des ondes planes.Les calculs ont été faits pour deux alliages FeNb et FeZr cristallisant dans la structureB2. Les énergies de préférence de site des éléments d’addition Ti, V, et Cr sont calculées ainsique les différents paramètres structuraux tels le paramètre de maille, le module decompression et les énergies de formation. Voir les détails
Mots clés : Intermetalliques (IMC), FeNb, FeZr, défauts ponctuels, ab initio, Modéle de Wagner-Schottky
ELABORATION ET CARACTERISATION DES COUCHES MINCES NANO-STRUCTURES OBTENUS PAR CO-PULVERISATION CATHODIQUE TRIODE MAGNETRON
Dans notre approche nous avons élaboré des films minces nano-structurés par co-pulvérisation cathodique triode magnétron (procédé PVD).Les films ont été obtenus à partir de deux cibles ultra pures respectivement du fer et du silicium. Ces alliages trouvent beaucoup d’application dans l’industrie électrique, électronique et plus particulièrement comme des capteurs magnétiques.Cinq (05) compositions ont été élaborées en fonction de la teneur en silicium allant de 4 à 38 at. % Si.Après déposition, plusieurs moyens d’investigations ont été utilisé pour la caractérisation du dépôt à savoir la microscopie optique, la Diffraction RX, la microscopie électronique à balayage et enfin, pour évaluer le comportement à la corrosion des films Fe-Si, des tests électrochimiques dans de l’eau douce et NaCl à 3,5 % ont été réalisé.Cette étude a mis en évidence l’effet de la variation du taux du silicium sur la transformation de la structure de l’état cristallin à l’amorphe d’une part et la nature de l’électrolyte sur le comportement électrochimique d’autre part selon que le caractère est cristallin ou amorphe. Voir les détails
Mots clés : Alliages Fe-Si, pulvérisation cathodique magnétron, comportement électrochimique, couche mince