Diffusion, dynamique et processus de solidification dans les alliages Al-Fe-S fondus – SOLIMAT

Ce projet vise à étudier les mécanismes microscopiques qui régissent la dynamique et la diffusion dans les mélanges Fe-Al-Si ainsi que les premiers stades de la solidification de ces systèmes en surfusion. Le consortium franco-allemand a mis en place une étude expérimentale et théorique conjointe pour comprendre ces phénomènes dans les mélanges Fe-Al-Si qui présentent un intérêt fondamental et technologique. Des mesures de pointe sans contact sur des liquides métalliques seront effectuées, en appliquant des techniques de lévitation électrostatique et électromagnétique, et en utilisant les grands instruments européen pour mesurer des propriétés structurales et dynamiques de grande précision dans les alliages liquides et sous-refroidis avant la solidification. Les données expérimentales obtenues fourniront un large spectre de propriétés thermophysiques des alliages liquides Fe-Al-Si à haute température, à savoir la densité, l'expansion thermique, la viscosité de cisaillement, les facteurs de structure statiques, les coefficients d'auto- et d'interdiffusion et les coefficients de Soret. Ces données seront associées à une base de données issue de calculs quantiques et nous permettent de construire des champs de force interatomiques en utilisant des méthodologies d'apprentissage automatique basées sur des concepts d'Intelligence Artificielle. Avec ces champs de force, une modélisation réaliste en termes de simulations de dynamique moléculaire à grande échelle sera possible. Ces simulations nous permettront d'obtenir un aperçu microscopique des processus de cinétique et de solidification. Ces modèles d'interaction fourniront une description réaliste des propriétés des matériaux fondus ainsi que des processus de solidification et des propriétés des phases cristallines.