Thèse soutenue

Optimisation des propriétés mécaniques des conducteurs nanofilamentaires Cu/X (X=Nb ou Ta) par l’étude des mécanismes élémentaires de déformation
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Auteur / Autrice : Vanessa Vidal
Direction : Florence LecouturierLudovic ThillyGeert Rikken
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Nanophysique
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Résumé

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Ce travail de recherche est consacré à l’étude des matériaux, combinant une tenue mécanique et une conductivité électrique élevées, dont l’objectif est le développement de bobines résistives de champs magnétiques pulsés intenses. Les conducteurs renforcés nanocomposites continus Cu/X (X=Nb ou Ta), sont élaborés via un procédé de déformation plastique sévère (extrusion et étirage répétés) qui conduit à un système multi-échelle nanostructuré. L’utilisation de plusieurs techniques (MET, diffraction des RX, nanoindentation, essais de traction) a permis de réaliser une caractérisation fine de la microstructure et des propriétés mécaniques à différentes échelles (micro/macro) des systèmes Cu/Ta et co-cylindrique Cu/Nb/Cu. Ces derniers correspondent à deux voies d’optimisation du système Cu/Nb déjà étudié, à savoir l’optimisation du matériau de renfort ou de sa géométrie. La complémentarité de ces différentes techniques couplées à des essais de traction in-situ sous neutrons, a permis d’identifier les effets de la nanostructuration (effets de taille), avec l’apparition de régimes élasto-plastiques spécifiques dans les différentes phases des nanocomposites: effet whiskers dans les filaments de renfort, mécanisme d’Orowan dans la matrice de cuivre. Parallèlement, une optimisation des paramètres d’étirage a permis de retarder l’apparition de ruptures en chevrons et d’obtenir de grandes longueurs de fils nanocomposites. Finalement, les traitements thermo-mécaniques successifs conduisent au développement d’importantes hétérogénéités de co-déformation et de contraintes internes complexes pouvant modifier les conditions d’écoulement des nanocomposites aux dernières étapes d’élaboration