Etude experimentale et numérique du comportement à haute température d'un nitrure de silicium PDF Download
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Le matériau céramique que nous avons étudié est un nitrure de silicium obtenu par frittage naturel. Ce matériau biphase est constitué d'une phase principale correspondant à une solution solide de type Sialon et d'une phase secondaire cristallisée en grenat d'yttrium et d'aluminium après traitement thermique post-frittage. Le premier point de cette étude concerne la caractérisation mécanique du matériau à haute température avec une attention toute particulière à 1250 C. A cet effet, des essais de flexion 4 points, de traction et de compression ont été réalisés en utilisant la technique du dip-test. Ceux-ci ont mis en évidence un comportement viscoplastique, asymétrique en traction-compression avec apparition d'une contrainte interne lors du processus de déformation. sur cette base expérimentale, une loi de comportement tridimentionnelle, viscoplastique, non associée, caractérisée par un critère d'écoulement de Drucker-Prager et une règle d'écrouissage cinématique, a été proposée. Le deuxième point concerne l'implantation de lois de comportement viscoplastique dans le code d'éléments finis Zébulon. Une formulation générale de ces lois a été définie dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. La plasticité y est traitée comme un cas particulier de la viscoplasticité. Cette formulation permet d'écrire un programme standard prenant en compte le comportement non linéaire d'une grande variété de matériaux tels que les métaux, les alliages, les roches, les sols ou les céramiques. L'utilisation d'une méthode d'intégration implicite, appelée thêta-Newton, permet l'évaluation d'une matrice tangente viscoplastique
Book Description
Le matériau céramique que nous avons étudié est un nitrure de silicium obtenu par frittage naturel. Ce matériau biphase est constitué d'une phase principale correspondant à une solution solide de type Sialon et d'une phase secondaire cristallisée en grenat d'yttrium et d'aluminium après traitement thermique post-frittage. Le premier point de cette étude concerne la caractérisation mécanique du matériau à haute température avec une attention toute particulière à 1250 C. A cet effet, des essais de flexion 4 points, de traction et de compression ont été réalisés en utilisant la technique du dip-test. Ceux-ci ont mis en évidence un comportement viscoplastique, asymétrique en traction-compression avec apparition d'une contrainte interne lors du processus de déformation. sur cette base expérimentale, une loi de comportement tridimentionnelle, viscoplastique, non associée, caractérisée par un critère d'écoulement de Drucker-Prager et une règle d'écrouissage cinématique, a été proposée. Le deuxième point concerne l'implantation de lois de comportement viscoplastique dans le code d'éléments finis Zébulon. Une formulation générale de ces lois a été définie dans le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles. La plasticité y est traitée comme un cas particulier de la viscoplasticité. Cette formulation permet d'écrire un programme standard prenant en compte le comportement non linéaire d'une grande variété de matériaux tels que les métaux, les alliages, les roches, les sols ou les céramiques. L'utilisation d'une méthode d'intégration implicite, appelée thêta-Newton, permet l'évaluation d'une matrice tangente viscoplastique
Author: J. Bressers Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9401586365 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 497
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The International Symposium "Fatigue under Thermal and Mechanical Loading", held at Petten (The Netherlands) on May 22-24, 1995, was jointly organized by the Institute for Advanced Materials of The Joint Research Centre, E. C. , and by the Societe Fran~se de Metallurgie et de Materiaux. The fast heating and cooling cycles experienced by many high temperature components cause thermally induced stresses, which often operate in combination with mechanical loads. The resulting thermal / mechanical fatigue cycle leads to material degradation mechanisms and failure modes typical of service cycles. The growing awareness that the synergism between the combined thermal and mechanical loads can not be reproduced by means of isothermal tests, has resulted in an increasing interest in thermal and thermo-mechanical fatigue testing. This trend has been reinforced by the constant pull by industry for more performant, yet safer high temperature systems, pushing the materials to the limit of their properties. Dedicated ASTM meetings in particular have set the scene for this area of research. The proceedings of the symposium organized by D. A. Spera and D. F. Mowbray in 1975 provided a reference book on thermal fatigue which reflects the knowledge and experimental capabilities of the mid-seventies.
Author: Sébastien Testu Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 109
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LE COMPORTEMENT MECANIQUE A HAUTE TEMPERATURE DES NITRURES DE SILICIUM DEPEND DE LA NATURE DE LA PHASE SECONDAIRE, GENERALEMENT LOCALISEE AUX NUDS MULTIPLES ET AUX JOINTS DE GRAINS, DONT LE RAMOLLISSEMENT EN TEMPERATURE ALTERE LA RESISTANCE AU FLUAGE. LE MATERIAU DENSE ETUDIE DANS CETTE THESE EST UN NITRURE DE SILICIUM COMMERCIAL ELABORE SELON UN PROCEDE RECENT : LE FRITTAGE SOUS PRESSION GAZEUSE. SA MICROSTRUCTURE HETEROGENE, ESSENTIELLEMENT CONSTITUEE DE GRAINS -SIALON ALLONGES, ET DENUEE DE PHASE VITREUSE, LUI CONFERE UNE EXCELLENTE RESISTANCE A LA DEFORMATION A HAUTE TEMPERATURE JUSQUE 1400\C. DES ESSAIS MECANIQUES DE RELAXATION DES CONTRAINTES ET DE FLUAGE EN COMPRESSION ONT ETE REALISES SOUS ATMOSPHERE CONTROLEE, DANS UNE GAMME DE TEMPERATURE COMPRISE ENTRE 1400 ET 1650\C. LA MODELISATION DES COURBES DE RELAXATION, A L'AIDE DE LA RELATION SEMI-EMPIRIQUE DE KOHLRAUSH, WILLIAMS ET WATT, MONTRE L'EXISTENCE D'UNE TRANSITION DE COMPORTEMENT, DUE A LA FORMATION D'UNE PHASE LIQUIDE A PARTIR DE 1450\C. CETTE PHASE, CREEE PAR DISSOLUTION PROGRESSIVE DES PHASES YSIALON CRISTALLISEES, ACCELERE LES PROCESSUS DE DIFFUSION ACCOMMODANT LE GLISSEMENT AUX JOINTS DE GRAINS RESPONSABLE DE LA DEFORMATION A HAUTE TEMPERATURE. EN TENANT COMPTE DE CETTE MODIFICATION DE LA MICROSTRUCTURE DU MATERIAU A HAUTE TEMPERATURE, UNE INTERPRETATION DE L'EVOLUTION DES PARAMETRES DE LA MODELISATION DES DEFORMATIONS DIFFEREE ET VISCOPLASTIQUE DU FLUAGE A PU ETRE DONNEE. LES ESSAIS DE TRACTION REALISES SOUS VITESSE DE DEFORMATION IMPOSEE, ENTRE 1600 ET 1680\C, ONT REVELE L'EXISTENCE D'UN PIC DE CONTRAINTE DONT LES CARACTERISTIQUES EVOLUENT AVEC LA TEMPERATURE ET LA VITESSE DE SOLLICITATION. CONJOINTEMENT A CE COMPORTEMENT MECANIQUE PARTICULIER, LE MATERIAU DEFORME EN TRACTION PRESENTE UN ENDOMMAGEMENT IMPORTANT TENU POUR RESPONSABLE DE L'ESSENTIEL DE LA DEFORMATION MESUREE. GRACE A DE NOMBREUSES OBSERVATIONS EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE, LA FORMATION DU PIC DE CONTRAINTE A PU TROUVER UNE ORIGINE BASEE SUR LES MECANISMES DE CAVITATION.
Author: American Society of Mechanical Engineers. Winter Annual Meeting Publisher: American Society of Mechanical Engineers ISBN: Category : Mathematics Languages : en Pages : 304
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L'ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA MICROSTRUCTURE DE NITRURES DE SILICIUM FRITTES SUR LES LOIS DE COMPORTEMENT DANS L'AIR CHARGE DE GAZ SULFUREUX A HAUTE TEMPERATURE A PERMIS DE PRECISER DANS UN PREMIER TEMPS LEUR RESISTANCE A L'OXYDATION EN ATMOSPHERE EXEMPTE DE SOUFRE. ON PEUT DISTINGUER DEUX GRANDS TYPES DE MATERIAUX, CEUX COMPORTANT DES PHASES VITREUSES RESIDUELLES RESULTANT DE L'EMPLOI D'AJOUTS ALCALINO-TERREUX ET CEUX BEAUCOUP PLUS RARES, PRESENTANT DES PHASES SECONDAIRES CRISTALLINES PRECIPITANT AISEMENT; C'EST LE CAS DE L'YTTRIUM UTILISE COMME AJOUT DE FRITTAGE. UNE ATMOSPHERE COMPLEXE AIR-SO#2 NE MODIFIE PAS LES MECANISMES D'OXYDATION, NI LE COMPORTEMENT MECANIQUE A HAUTE TEMPERATURE. L'INFLUENCE DU SOUFRE EN ATMOSPHERE OXYDANTE N'EST DONC PAS A CRAINDRE; ELLE PEUT MEME ETRE BENEFIQUE DANS CERTAINS CAS OU INTERVIENT L'YTTRIUM SI LES SULFATES FORMES A PARTIR D'IMPURETES MINEURES, TELLES LE CALCIUM OU LE SODIUM PERMETTENT UNE MEILLEURE STABILITE DU REVETEMENT PROTECTEUR FORME AU COURS DE L'OXYDATION
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L'étude porte sur l'élaboration et la caractérisation du nitrure de silicium en vue d'application de résistance au choc thermique et à la fatigue thermique. Dans un premier temps des échantillons ont été élaborés en utilisant différents procédés d'élaboration pour obtenir une gamme aussi large que possible de microstructures. C'est ainsi que nous avons fait varier un certain nombre de paramètre : nature des poudres, nature et quantité des additifs et conditions d'élaboration. Nous avons utilisé des moyens aussi différents que: le frittage sous charge, la coulée en barbotine suivie du frittage naturel, ainsi que le pressage isostatique à chaud. Les nuances obtenues par pressage à chaud ou encore par frittage naturel présentent généralement une structure de grains de type aciculaire plus ou moins développée ou plus ou moins grossière suivant les conditions d’élaboration. Cette structure est favorable à l'obtention de bonnes propriétés mécaniques, ténacité et résistance à la rupture, nécessaire pour l'application envisagée. A partir d'une sélection de nuances de microstructure appropriée nous avons entrepris une étude du comportement à la propagation de fissure au moyen d'essais dit de courbe R, à température ambiante et à 800-1 000°C. Ces essais ont été réalisés par deux méthodes de .flexion 1' une faisant intervenir une éprouvette entaillée, 1' autre une éprouvette indentée. L'effet de courbe R observé par indentation à Ta n'a pas été mis en évidence par méthode SENB, seule une petite augmentation KR se produit à haute température mais elle est attribuée à la viscosité de la phase vitreuse. Des essais de choc thermique descendant et ascendant ont été faits sur nos matériaux. Ces essais montrent un comportement qui n'obéit à la théorie d'Hasselman, des valeurs élevées de résistance à la rupture ne sont pas accompagnées d'un endommagement important. Ce comportement peut être expliqué par des effets d'oxydation et de guérison des fissures qui peuvent opérer à partir de 800°C.
Author: International Atomic Energy Agency Publisher: International Atomic Energy Agency ISBN: 9789201063205 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author: B. Jayant Baliga Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1441959173 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 573
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During the last decade many new concepts have been proposed for improving the performance of power MOSFETs. The results of this research are dispersed in the technical literature among journal articles and abstracts of conferences. Consequently, the information is not readily available to researchers and practicing engineers in the power device community. There is no cohesive treatment of the ideas to provide an assessment of the relative merits of the ideas. "Advanced Power MOSFET Concepts" provides an in-depth treatment of the physics of operation of advanced power MOSFETs. Analytical models for explaining the operation of all the advanced power MOSFETs will be developed. The results of numerical simulations will be provided to give additional insight into the device physics and validate the analytical models. The results of two-dimensional simulations will be provided to corroborate the analytical models and give greater insight into the device operation.
Author: Roger Balian Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3540454802 Category : Science Languages : en Pages : 626
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This popular, often cited text returns in a softcover edition to provide a thorough introduction to statistical physics and thermodynamics, and to exhibit the universal chain of ideas leading from the laws of microphysics to the macroscopic behaviour of matter. A wide range of applications illustrates the concepts, and many exercises reinforce understanding. Volume II applies statistical methods to systems governed by quantum effects, in particular to solid state physics, explaining properties due to the crystal structure or to the lattice excitations or to the electrons. The last chapters are devoted to non-equilibrium processes and to kinetic equations, with many applications included.
Author: Didier Croizet
Author: Didier Croizet
Author: J. Bressers
Author: Sébastien Testu
Author: American Society of Mechanical Engineers. Winter Annual Meeting
Author: JEAN-BERNARD.. VEYRET
Author: Mahdi Kalantar
Author: France. Commissariat à l'énergie atomique
Author: International Atomic Energy Agency
Author: B. Jayant Baliga
Author: Roger Balian