Effet de courants PULsés sur les joints de particuleS préexistantEs – e-PULSE2

Le projet porte sur l'utilisation de la métallurgie des poudres pour produire des matériaux haute performance grâce au frittage SPS (Spark Plasma Sintering). Lors du frittage, la présence de joints de particules préexistantes (PPBs, Prior Particles Boundaries) peut entraver la diffusion et la liaison entre les particules. Les PPBs affectent ainsi les propriétés mécaniques et la résistance à la fatigue, deux éléments cruciaux pour l'industrie aéronautique. L'utilisation de courants pulsés pourrait être une solution pour éliminer les PPBs en cours de frittage SPS. Cependant, l'efficacité du courant pulsé dépendra du matériau sélectionné ainsi que des paramètres utilisés (amplitude, fréquence des pulses,…). Dans ce projet, nous nous concentrerons sur deux matériaux utilisés en aéronautique (superalliage de nickel R77 et l'alliage Al1050A) qui présentent des carbures et/ou des oxydes aux PPBs. Pour déterminer les paramètres critiques conduisant à l’élimination des PPBs lors du frittage en présence de courants pulsés, nous mènerons en parallèle des travaux expérimentaux (WP1 et WP2) et de modélisation (WP3).
Une modélisation par éléments finis et un SPS instrumenté permettront de quantifier les processus se déroulant in situ lors du frittage (champs de température et de courant, contrainte résultante, …). Une caractérisation microstructurale et des tests de fatigue permettront d’identifier les échantillons avec les meilleures propriétés mécaniques et sans PPBs. Nous pourrons ainsi optimiser les paramètres de frittage et valider les modèles de calculs dans le but de les rendre prédictifs. Les données issues des expériences et des éléments finis serviront d’entrée pour des calculs par dynamique moléculaire afin de simuler les mécanismes atomiques lors du frittage. Enfin, il sera réalisé une extension de l’échelle du laboratoire vers l'échelle industrielle afin d’élaborer des matériaux pour les applications visées.