Procédé d'assemblage de l'alumine avec l'alliage Titane-Zirconium-Molybdène : mode d'élaboration caractérisation et modélisation numérique de la jonction

Joining Process of alumina to the titanium-zirconium-molybdenum alloy : method of elaboration, characterization and numerical modeling of the junction

• Auteur / Autrice : Réda Berkouch
• Direction : Pierre Lefort, Joseph Absi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux Céramiques et Traitements de Surface
• Date : Soutenance le 20/12/2019
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique (Poitiers ; 2018-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur les CERamiques
• Jury : Président / Présidente : Gilles Bonnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Valette
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabrice Bernard, Jean-Luc Grosseau-Poussard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dilatation (thermodynamique)

Oxydation

Alumine

Mots clés libres

TZM

Thermocompression

Dilatation thermique

Test de traction

TZM

Thermocompression

Thermal expansion

Tensile test

Résumé

Cette thèse se propose d’examiner la faisabilité de l’assemblage de pièces massives céramiques et métalliques en mettant à profit l’expérience acquise au laboratoire sur le procédé de préoxydation du substrat métallique, qui a fait ses preuves dans le cas des revêtements plasmas sur aciers et sur le nickel. On trouvera ainsi le positionnement bibliographique de cette étude, puis les raisons qui ont poussé à s'intéresser à l’assemblage TZM / alumine et à choisir le procédé de thermocompression. Ensuite sont présenté le mode d’élaboration, et tout une partie consacrée à la caractérisation physico-chimique des assemblages obtenus, en faisant une place toute particulière à la simulation numérique des contraintes, aussi bien celles qui subsistent dans l’assemblage après son obtention, que dans celles qui apparaissent en son sein lorsqu’il est soumis à des efforts de traction. Enfin, il a semblé intéressant de reporter en annexe les éléments essentiels d’une étude numérique de l’assemblage acier C35 / alumine, qui a servi à qualifier la méthode de simulation employée dans ce travail et qui démontre la puissance de cette méthode.

This thesis aims to examine the feasibility to join massive ceramic and metal parts by the use of the experience acquired in the laboratory on the preoxidation process of the metal substrate, which has been successful in the case of plasma coatings on steels and nickel. We will find the bibliographic positioning of this study, then the reasons that led to interest in the assembly TZM / alumina and to choose the process of thermocompression. Then, the elaboration method is presented, and followed by a whole part devoted to the physicochemical characterization of the assemblies obtained, giving a particular place to the numerical simulation of the constraints, for those remaining in the assembly after its elaboration, and those appearing within when subjected to tensile stresses. Finally, it seemed interesting to append to the appendix the essential elements of a numerical study of the C35 / alumina steel assembly, which served to qualify the simulation method used in this work and which demonstrates the power of this method.