Développement d'alliages multi-composants à haute entropie de mélange pour applications turbomachines – TURBO-AHEAD

Ce projet offre de vastes opportunités pour explorer, découvrir et développer une nouvelle classe de matériaux de compositions complexes dits à haute entropie de mélange. Basés sur un design chimie en rupture par rapport à la métallurgie traditionnelle, ces alliages complexes sont constitués de plusieurs éléments principaux dans des proportions équivalentes.

Jusqu’à présent, il a souvent été estimé à juste titre que préparer des alliages métalliques contenant des éléments en proportions quasi équi-atomique amènerait à la formation de phases intermétalliques fragiles et donc préjudiciables au comportement mécanique de ces matériaux. Il semble cependant que des solutions solides simples puissent se former à partir de quatre éléments ou plus, en proportions atomiques égales. Les matériaux obtenus possèdent des propriétés avancées notamment du point de vue mécanique et une microstructure très stable en température, jusqu’à 1400°C pour les nuances les plus réfractaires.

Le présent projet a pour but de formuler et d’étudier des alliages de ce type en vue d’évaluer une utilisation potentielle pour des applications aéronautiques, comme les turbines basse pression dans la gamme 800-1000°C. Ce défi nécessite une approche scientifique allant de la formulation d’alliages à l’étude de leurs propriétés.

Le caractère ambitieux de ce projet réside dans cette approche multi-échelle et se focalise donc autour d’axes scientifiques considérés depuis des décennies comme des domaines d’expertise des partenaires : la chimie métallurgique avec la formulation et l’élaboration d’alliages par voies classique et innovante, la caractérisation des microstructures obtenues et la compréhension des liens entre ces dernières et les propriétés mécaniques.