Etudes expérimentale et numérique du comportement mécanique d'un composite métal – céramique : MoTiC30%

• Main Author: Cédat, Denis
• Language: FRE
• Published: Ecole Centrale Paris 2008
• Subjects: [CHIM:MATE] Chemical Sciences/Material chemistry; [SPI] Engineering Sciences; Composite; Céramique-métal; Carbure de titane; Plasticité cristalline; Endommagement; FIB/SEM/EBSD
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00415727; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/41/57/27/PDF/these_CEDA_Denis_.pdf

Dans le cadre du développement des réacteurs de génération IV, de nouvelles études sont menées dans le domaine des matériaux. L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension du comportement mécanique et de l'endommagement de composites à matrice métallique Mo(TiC)x% contenant une forte fraction volumique de particules, et cela, dans le domaine de températures [25 – 700 °C].<br /><br />La caractérisation microstructurale a permis de comprendre l'histoire du matériau et d'identifier la nature d'une troisième phase (Mo,Ti)C fomée par diffusion du molybdène dans le carbure de titane. L'étude expérimentale a aussi révélé la percolation des particules céramiques au sein de la structure.<br />Les essais mécaniques ont mis en évidence les principales caractéristiques du matériau : le comportement macroscopique dépend à la fois de la vitesse de déformation et de la température. Ces mécanismes sont attribués au comportement thermiquement activé du molybdène.<br /><br />Nous proposons alors diverses simulations de microstructures comprenant des inclusions élastiques-fragiles dans une matrice viscoélastique. L'évolution du comportement mécanique du composite a été modélisée à l'aide d'une approche cristalline sur un agrégat 3D réel. L'agrégat numérique utilisé pour modéliser le comportement mécanique fait appel à une technique de reconstruction 3D via une acquisition par FIB/SEM/EBSD.<br /><br />Ainsi, la réponse du modèle est en bon accord avec les résultats expérimentaux et permet de décrire en fonction de la température :<br />- les mécanismes de plasticité du molybdène, en tenant compte de la transition basse/haute température ;<br />- l'endommagement du carbure de titane et les effets de la percolation.