Dynamique de formation et sélection de réseaux cellulaires bidimensionnels en solidification dirigée d'alliages binaires

par Qiao Li

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Bernard Billia.

Soutenue en 1996

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Alliages binaires
• Microstructure (physique) -- Matériaux
• Solidification
• Plomb -- Alliages
• Thallium

Résumé

Cette these est consacree au probleme de la formation et la selection des reseaux cellulaires en solidification dirigee d'alliages binaires massifs. Des resultats experimentaux significatifs sont apportes sur trois aspects essentiels du probleme. Le premier concerne l'influence des transitoires initiaux sur l'etablissement de la microstructure interfaciale. Les experiences, realisees sur des alliages pb-tl en utilisant deux procedures usuelles mais differentes, montrent qu'en moyenne une structure preferentielle existe bel et bien. Un deuxieme aspect est l'influence de la convection sur les caracteristiques de la microstructure interfaciale. Une etude comparee de morphologies cellulaires et dendritiques d'alliages al-li solidifies sur terre et en microgravite a mis en evidence l'influence de la convection naturelle sur la forme macroscopique du front et l'espacement primaire. Le troisieme point concerne l'influence de l'anisotropie interfaciale sur la formation et la selection des reseaux de cellules partiellement facettees. Une analyse detaillee de la technique de marquages peltier est d'abord effectuee. Ensuite, en utilisant cet outil de diagnostic durant la solidification d'alliages bi-sb, l'evolution de la microstructure interfaciale, de la naissance de l'instabilite jusqu'a un etat cellulaire bien developpe, est examinee. Les phenomenes, lies a la dynamique de formation du reseau cellulaire, ont ainsi ete observes. L'analyse des premiers stades de la destabilisation montre l'existence d'une double periodicite initiale des perturbations. D'autre part, nous avons observe le phenomene de derive de cellules le long de l'interface du a l'anisotropie de la cinetique interfaciale et predit par coriell et sekerka

Titre traduit

Dynamics of the formation and selection of two-dimensional cellular patterns during directional solidification of binary alloys

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