Elaboration par mécanosynthèse, puis études structurales, microstructurales et mécanique d'un composite à base Al et à renforts nanométriques SiC

Elaboration by the mechanical alloying technique, then structural, microstructural, and mechanical studies of an al base composite reinforced with nanometric sic particles

• Auteur / Autrice : Annie Malchère
• Direction : Louisette Priester
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Métallurgie spéciale et matériaux
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Louisette Priester
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Grosbras, Eric Gaffet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Bienvenu, Gérard Le Caër

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanocristaux

Microstructure (physique)

Mécanosynthèse

Mots clés libres

Métal renforcé

Matériau composite

Métallurgie poudre

Compactage isostatique

Silicium carbure

Résumé

L'aluminium, dû à sa faible densité (2,70), est attrayant pour des applications dans l'automobile, l'aëronautique et l'aërospatiale. La résistance mécanique de ce métal est alors ameliorée par l'ajout de renforts durs et insolubles de céramique. Dans ce cadre, l'objectif de ce travail est de déterminer les conditions d'élaboration d'une poudre composite à matrice Al et à dispersions particulaires renforçantes nanométriques sic (al/sic#p#n), par le procédé de méanosynthèe. Puis nous testons la validité de ce matériau, densifié et consolidé, soumis à une contrainte en compression. La poudre al/sic#p#n a été obtenue par un procédé de double mécanosynthèse. La première mécanosynthèse consiste en l'élaboration de cristallites nanométriques de bsic (5 nm), par un broyage énergétique d'un mélange équimolaire en Si et C. La seconde mécanosynthèse de ces produits de broyage avec une proportion volumique élevée d'Al (de 80 a 90% vol. ) permet la répartition des cristallites de bsic sous forme d'amas de taille inférieure ou égale a 70 nm. Une étude microstructurale du mélange pulvérulent montre que les cristallites d'Al sont aussi nanométriques (11 nm). L'étude des propriétés mécaniques par des essais en compression de la poudre composite al/sic#p#n densifiée et consolidée, fait apparaitre des propriétés très différentes de celles de composites Al renforcés par des particules céramiques micrométriques, ou encore de celles des composites ods ou dispal. La valeur de la contrainte maximale a la compression enregistrée (1,1 gpa), est en effet deux fois supérieure à celle généralement observée. Ce comportement inhabituel semble provenir de la structure nanométrique du materiau.