Mécanique des matériaux ferromagnétiques multifonctionnels dans des environnements dynamiques à haute pression extrême – FeMatXtrm

Cette proposition vise à développer une compréhension fondamentale de la mécanique des alliages ferromagnétiques à mémoire de forme sous des pressions élevées et sur des échelles de temps courtes. Des conditions extrêmes, c'est-à-dire des contraintes, des pressions et des taux de déformation importants, amènent ces matériaux à libérer de grandes densités d'énergie. Cette multifonctionnalité est régie par des transformations de phase solide-solide à l'échelle microscopique. Cependant, la cinétique de ces transformations de phase est mal comprise à des pressions et des taux de déformation extrêmes, ce qui limite les outils de conception de matériaux prédictifs. Le programme de recherche proposé aboutira à une infrastructure expérimentale unique et à des ensembles de données multi-échelles qui permettront de combler ces lacunes. Un microscope de compression des chocs piloté par laser sera mis au point avec des instruments optiques à grande vitesse in situ. Cette installation sera intégrée à une plateforme multi-physique pour appliquer des champs magnétiques quasi-statiques in-situ. En utilisant cette capacité expérimentale unique, mon équipe construira des ensembles de données multi-échelles sur la réponse multi-physique du monocristal de Ni-Mn-Ga (choisi comme matériau modèle) à des pressions et des taux de déformation élevés. Cet ensemble de données, en combinaison avec des données uniaxiales à des taux de déformation comparables (provenant d'expériences de barres Kolsky miniatures), aidera à dissocier les effets de la pression sur la réponse macroscopique dynamique et l'évolution de la micro-structure dans le Ni-Mn-Ga monocristallin. L'analyse de ces données multidimensionnelles sera effectuée à l'aide de codes de calcul hybrides développés dans un cadre de modélisation continuum multi-échelle afin de découvrir des lois cinétiques pour la cinétique des limites de phase sous différents états de contrainte, pressions et échelles temporelles courtes.