Recherche Avancée

Thèse soutenue

Elaboration et caractérisation d'un matériau composite nouveau à base de tungstène

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Auteur / Autrice : Laurence Delfaut
Direction : André Kobylanski
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Grenoble INPG en cotutelle avec Saint-Etienne, EMSE

Résumé

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Pour la realisation de projectiles-fleches, il a ete envisage de remplacer les alliages lourds frittes par un nouveau materiau plus performant. Nous avons donc elabore un materiau composite unidirectionnel constitue d'une forte fraction volumique de fils de tungstene (diametre 1 mm) et d'une matrice en nickel. Ce materiau vise a exploiter au maximum les proprietes des fils de tungstene telles qu'une densite et une resistance tres elevees, une microstructure fibreuse conferant une certaine ductilite. Pour la mise en forme du materiau, nous avons choisi d'utiliser une technique peu exploitee mais parfaitement adaptee au materiau recherche (materiau isotrope transverse et a forte fraction volumique de fils en tungstene, utilisation de fils nickeles) qui est l'electroformage avec martelage rotatif a chaud (temperature < 1000c). Pour l'obtention d'un materiau parfaitement densifie et sans endommagement, il a ete necessaire de definir les parametres de mise en forme qui sont principalement la temperature et le taux de martelage a travers l'observation microstructurale du composite mais aussi a travers une etude sur l'evolution microstructurale et mecanique des fils de tungstene nickeles en fonction de la temperature de recuit ou d'essai. Ceci nous a amene a etudier le phenomene de reaction interfaciale qui se produit entre le tungstene et le depot de nickel a temperature superieure a 1000c et qui se caracterise par une recristallisation du fil de tungstene induite par une diffusion intergranulaire du nickel. Des essais en compression statique menes sur le materiau composite ont permis de montrer la forte resistance du composite (1800 mpa) ainsi qu'un bon comportement vis a vis de l'endommagement. Grace a ces essais, nous avons pu montrer qu'une approche micromecanique (loi des melanges) permet de prevoir correctement les caracteristiques mecaniques du composite en compression mais aussi en traction