Etude in situ, par combinaison de techniques d'imagerie synchrotron (radiographie X / topographie X), de la formation de la microstructure de solidification d'alliages métalliques

par Adeline Buffet

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de José Baruchel.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le dispositif d'imagerie X synchrotron, combinant radiographie et diffraction, développé au cours de ma thèse permet une étude in situ et en temps réel des phénomènes dynamiques complexes impliqués dans la solidification des alliages métalliques. Grace à ce dispositif, nous avons pu mettre en évidence le processus de TGZM (Temperature Gradient Zone Melting) et ses effets sur la microstructure de solidification. Nous avons également pu quantifier l'évolution de la composition de l'alliage tout au long du processus de solidification. Nous avons montré comment à partir des images 2D obtenues en diffraction, il est possible – en utilisant la théorie dynamique de la diffraction - de reconstruire une représentation 3D des dendrites avant leur mûrissement. Nous avons pu observer et quantifier des phénomènes mécaniques réversibles (rotation) ou irréversibles (fléchissement) au sein de la microstructure dendritique. Enfin, nous avons étudié les déformations apparues suite à la solidification de la phase eutectique.


  • Résumé

    The combined (radiography and diffraction) synchrotron X-ray imaging set-up developed during my thesis allows the in situ and real-time investigation of the complex dynamic phenomena involved in the growth of metallic alloys. Thanks to this set-up, we could characterize the TGZM (Temperature Gradient Zone Melting) process and show its effect on the solidification microstructure. We were also able to quantify the alloy composition evolution in both phases (liquid and solid) during the growth process. We showed how it is possible to reconstruct 3D-rendering of highly perfect dendrites (before their coarsening) using the 2D diffracted images and results of the dynamical theory of diffraction. We could observe and quantify mechanical phenomena like rotation or bending of the dendritic microstructure. Finally, we studied stress and strain emerging within the microstructure simultaneously with the eutectic phase solidification.

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  • Cote : TS08/GRE1/0104/D
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