Elaboration de matériaux intermétalliques par les procédés combinés de combustion autopropagée et d'extrusion hydrostatique
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This manuscript deals with the study of synthesis processes, shaping and densification of materials in extreme conditions of temperature and stress. The central process of this study is the SHS process, acronym for Self-propagating High-temperature Synthesis, which is a fast synthesis process at high temperatures (> 1800°C) in the solid state which can sometimes generate non equilibrium materials. This process is associated to another one for densification, Differential Hydrostatic Extrusion: before reaction, this process induces a mechanical activation by severe plastic deformation of the reagents, associated with densification, texturation, residual stresses. . . This study made possible the identification and the separation of the various phenomena entering in the MASHS process (Mechanically Activated SHS, process which consists in carrying out a short time ball milling of the reagents and before making them react). The milling conditions were optimized in order to minimize the energy of the reactions ignition. NiAl intermetallic, whose physical properties make it a potential candidate to replace some superalloys for high temperature structural applications, was thus synthesized in nanostructured form with a low energy contribution. A study on the densification was then undertaken and very pure, dense and textured NiAl intermetallic was obtained.
Abstract FR:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude de procédés de synthèse, de mise en forme et de densification de matériaux en conditions extrêmes de température et de contraintes. Le procédé central de cette étude est le procédé SHS, acronyme anglo-saxon pour Self-propagating High-temperature Synthesis, qui est un procédé rapide de synthèse à hautes températures (>1800°C ) à l'état solide qui peut parfois générer des matériaux hors équilibre. A ce procédé est associé un autre pour la densification : l'Extrusion Hydrostatique Différentielle, avant réaction, procédé qui induit une activation mécanique par déformation plastique sévère des réactifs (densification, texturation, apparition de contraintes résiduelles. . . ). Cette étude a permit d'identifier et d'isoler différents phénomènes qui entrent dans le procédé MASHS (Mechanically Activated SHS, procédé qui consiste à effectuer un cobroyage de courte durée sur les réactifs puis à les faire réagir ensuite). Afin de minimiser l'énergie d'amorçage des réactions, les conditions de broyage optimales ont été déterminées. L'intermétallique NiAl, dont les propriétés physiques en font un candidat potentiel susceptible de remplacer certains superalliages pour des applications structurales à hautes température, a ainsi pu être synthétisé sous forme nanostructurée avec un faible apport d'énergie. Une étude sur la densification a ensuite été menée et l'intermétallique NiAl très pur, dense et texture a été obtenu.