Modélisation des transferts de chaleur et de masse dans les poudres composites métal/céramique en projection thermique PDF Download
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Book Description
Ce travail de thèse a comme but la modélisation et l’investigation du transfert de chaleur et de masse dans une particule composite bicouche (coeur métal / enveloppe céramique) en vol avant impact, projetée dans un jet de plasma Ar-H2 75-25 % vol. d’arc soufflé et courant continu. Les poudres de configuration bicouche sont une nouveauté et dès lors, elles ont été peu étudiées. Elles offrent la possibilité de produire des revêtements métalliques à matrice composite de type MMC. Le modèle thermique présenté s’applique aux procédés de projection utilisant un ensemencement de particules sans effets de charge. La solution numérique est basée sur le modèle enthalpique et la discrétisation des équations est obtenue par une technique de volumes finis du second ordre en temps et en espace. Une formulation de la résistance thermique de contact RTC, fonction des fractions solides des deux matériaux est introduite afin de tenir compte de la nature physique du contact. Le suivi de la particule sur des trajectoires dans le jet de plasma, a permis d’étudier finement les différentes cinétiques du transfert de chaleur et de masse en fonction des paramètres comme la taille de la particule, la nature des matériaux ou de la résistance thermique de contact. Divers scénarios sont simulés afin de corréler au mieux les résultats expérimentaux obtenus par le laboratoire SPCTS de l’Université de Limoges.
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Ce travail de thèse a comme but la modélisation et l’investigation du transfert de chaleur et de masse dans une particule composite bicouche (coeur métal / enveloppe céramique) en vol avant impact, projetée dans un jet de plasma Ar-H2 75-25 % vol. d’arc soufflé et courant continu. Les poudres de configuration bicouche sont une nouveauté et dès lors, elles ont été peu étudiées. Elles offrent la possibilité de produire des revêtements métalliques à matrice composite de type MMC. Le modèle thermique présenté s’applique aux procédés de projection utilisant un ensemencement de particules sans effets de charge. La solution numérique est basée sur le modèle enthalpique et la discrétisation des équations est obtenue par une technique de volumes finis du second ordre en temps et en espace. Une formulation de la résistance thermique de contact RTC, fonction des fractions solides des deux matériaux est introduite afin de tenir compte de la nature physique du contact. Le suivi de la particule sur des trajectoires dans le jet de plasma, a permis d’étudier finement les différentes cinétiques du transfert de chaleur et de masse en fonction des paramètres comme la taille de la particule, la nature des matériaux ou de la résistance thermique de contact. Divers scénarios sont simulés afin de corréler au mieux les résultats expérimentaux obtenus par le laboratoire SPCTS de l’Université de Limoges.
Author: Edited by Basil R. Marple, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima, Ghislain Montavon Publisher: ASM International ISBN: 1615031278 Category : Languages : en Pages : 1246
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Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est un polymère aux propriétés remarquables, notamment un coefficient de frottement très faible. Cependant, sa résistance médiocre à l'usure abrasive limite son emploi dans toutes applications mécaniques soumises à la rayure. Cette étude s'inscrit donc dans le cadre de la faisabilité de revêtements composites cérampique/polymère fluoré par projection thermique à la torche à plasma, en vue d'améliorer la résistance à l'abrasion du PTFE. Trois axes de recherche sont alors envisagés. La première voie s'intéresse à l'injection d'un mélange de poudres d'Al2O3-TiO2 et de PTFE, d'une part et de PFA, d'autre part. Les différentes caractérisations, effectuées sur les dépôts ainsi obtenus, aboutissent alors à l'optimisation des paramètres de projection, ainsi qu'à la mise en place d'un post-traitement permettant l'affinement de la microstructure. La seconde phase aborde la notion de co-injection, ce découplage assurant l'introduction des deux matériaux dans les zones du jet de plasma qui leur sont les plus appropriées. A l'issu d'une étude préliminaire, les conditions d'injection de la poudre de polymère ont été optimisées. L'utilisation de ces paramètres ont ensuite permis l'élaboration de revêtements composites aux microstructures améliorées par post-traitement. Enfin, la dernière partie se consacre à la mise en forme d'une poudre composite, à architecture articulière, par pulvérisation-séchage ("Spray-drying"). Ce procédé se déroulant en plusieurs étapes, cette étude s'inscrit dans la première phase : la mise en suspension des différents constituants (charges, tensioactif et liant) de la poudre. La nécessité de maintenir une certaine homogénéité au sein des barbotines a alors permis de dégager les teneurs optimales de chaque composant pour aboutir, finalement, à des suspensions pulvérisables.
Author: Ray Y. Lin Publisher: Minerals, Metals, & Materials Society ISBN: Category : Science Languages : en Pages : 474
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Focusing on the physico-chemical fundamentals of advanced material processing, this volume addresses composite interface stability, modeling of interfacial reactions, defects in intermetallic compounds, thermodynamics and kinetics of interfacial reactions, solidification and phase equilibria, fundamentals of high-temperature materials joining, and the relationship between chemical and mechanical stabilities. This is the first time that, collectively, both thermodynamic and kinetic issues are addressed for metal and ceramic composites as well as intermetallics.
Author: Seiichi Nomura Publisher: ISBN: 9781605954592 Category : Composite materials Languages : en Pages : 0
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¿ New methods for determining temperature distributions in heterogeneous media, including composite materials¿ Offers unique tools to predict temperatures in steady-state and transient-state conditions¿ Connects analytical solutions for temperature distribution with thermal stress analysis
Author: Janine Johnson Publisher: ISBN: Category : Ceramic metals Languages : en Pages :
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Porous ceramic-metal composites, or cermets, such as nickel zirconia (Ni-YSZ), are widely used as the anode material in solid oxide fuel cells (SOFC). These materials need to enable electrochemical reactions and provide the mechanical support for the layered cell structure. Thus, for the anode supported planar cells, the thermomechanical behavior of the porous cermet directly affects the reliability of the cell. Porous cermets can be viewed as three-phase composites with a random heterogeneous microstructure. While random in nature, the effective properties and overall behavior of such composites can still be linked to specific stochastic functions that describe the microstructure. The main objective of this research was to develop the relationship between the thermomechanical behavior of porous cermets and their random microstructure. The research consists of three components. First, a stochastic reconstruction scheme was developed for the three-phase composite. From this multiple realizations with identical statistical descriptors were constructed for analysis. Secondly, a finite element model was implemented to obtain the effective properties of interest including thermal expansion coefficient, thermal conductivity, and elastic modulus. Lastly, nonlinear material behaviors were investigated, such as damage, plasticity, and creep behavior. It was shown that the computational model linked the statistical features of the microstructure to its overall properties and behavior. Such a predictive computational tool will enable the design of SOFCs with higher reliability and lower costs.
Author: HEDI.. BEL HADJ SALAH Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A LA MISE EN PLACE D'UNE BIBLIOTHEQUE DE MODELES POUR LA SIMULATION DES TRANSFERTS THERMIQUES DANS L'HABITAT (PROJET ALMETH). IL EST PLUS SPECIALEMENT AXE SUR L'ETUDE DES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE DANS LE SOL POUR LE CALCUL DES TRANSFERTS DE CHALEUR ENTRE LE BATIMENT ET LE SOL AVOISINANT. IL COMPREND UNE ETUDE ANALYTIQUE DE L'EQUATION D'INFILATRATION DANS UN MILIEU POREUX ET UNE ETUDE NUMERIQUE DU SYSTEME DES DEUX EQUATIONS PARABOLIQUES COUPLEES DE TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MASSE DANS LE SOL. DANS LE CADRE DE CETTE ETUDE NUMERIQUE NOUS AVONS UTILISE UNE TECHNIQUE ORIGINALE DE RACCORDEMENT DE SOUS-DOMAINES, QUE NOUS AVONS ETENDUE POUR LES SOUS-DOMAINES A DYNAMIQUES DIFFERENTES EN UTILISANT DES PAS DE TEMPS ADAPTES A CHACUN DES SOUS-DOMAINES
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L'évaporation d'une solution solvant/soluté est un processus transitoire qui prend fin lorsque le solvant a totalement disparu. Le refroidissement créé par le changement de phase provoque des gradients à la fois thermiques et de concentration en solvant. Ces homogénéités diffusent ensuite dans l'épaisseur de la solution et sont susceptibles d'engendrer un écoulement fluide. L'origine de cette convection peut être liée à des variations de tension de surface ou de densité. Des travaux expérimentaux ont montré que l'épaisseur des dépôts issus de séchages de solutions solvant/soluté semblait pouvoir être corrélée avec les cellules de convection de la zone fluide. Une compréhension approfondie des phénomènes à l'origine de la convection devrait donc participer à un meilleur contrôle de la qualité des dépôts.Sur la base de travaux numériques et expérimentaux publiés, nous avons étudié l'apparition de la convection pour trois types de modèles représentant le processus d'évaporation d'une solution de Polyisobutylène-Toluène : un modèle purement thermique qui s'applique pour les temps courts, un modèle solutal qui est valable sur les temps longs et enfin un modèle couplé thermique/solutal qui représente les transferts sur l'ensemble de la gamme des temps étudiés. Le caractère transitoire de l'évaporation induit une difficulté pour caractériser la naissance de la convection à partir d'un régime de conduction. En effet, cette convection apparaît à partir d'un germe qui est une petite perturbation de la solution diffusive. Si l'amplitude de cette perturbation est trop faible, son amplification à des intensités suffisantes ne pourra pas avoir lieu avant la fin du régime transitoire et l'écoulement ne deviendra donc jamais convectif. Le rôle de la perturbation est donc primordial. Dans des travaux numériques antérieurs, cette perturbation a été imposée à l'état initial, généralement avec une distribution aléatoire du champ thermique ou de vitesse. Lors de cette thèse, nous avons opté pour un modèle plus physique, basé sur l'introduction d'un transfert thermique sur les parois latérales qui joue le rôle de perturbateur de l'écoulement diffusif transitoire.Dans cette thèse, nous avons établi par voie numérique les seuils de transition entre une solution diffusive et un écoulement convectif pour les modèles thermique, solutal et couplé, dans le cas d'une approximation bidimensionnelle du film liquide et des simulations pleinement tridimensionnelles. Des diagrammes spatio-temporels et l'étude des cellules à la surface libre par des reconstructions de Voronoï nous ont permis de mieux comprendre la naissance et la propagation des instabilités dans la solution fluide.
Author: Bo Song Publisher: Springer ISBN: 3319224522 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 265
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Dynamic Behavior of Materials, Volume 1 represents the first of nine volumes of technical papers presented at the Society for Experimental Mechanics SEM 15th International Congress & Exposition on Experimental and Applied Mechanics, held at Costa Mesa, California, June 8-11, 2015. The full set of proceedings also includes volumes on: Challenges in Mechanics of Time Dependent Materials, Advancement of Optical Methods in Experimental Mechanics, Experimental and Applied Mechanics 16th International Symposium on MEMS and Nanotechnology, 5th International Symposium on the Mechanics of Biological Systems and Materials, International Symposium on the Mechanics of Composite and Multi-functional Materials, Fracture, Fatigue, Failure and Damage Evolution; and Residual Stress, Thermomechanics & Infrared Imaging, Hybrid Techniques and Inverse Problems.
Author: International Livestock Research Institute Publisher: ILRI (aka ILCA and ILRAD) ISBN: 9789291460038 Category : Animal industry Languages : en Pages : 268
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Policy concepts; Identification of policy issues; Production systems, supply and demand; Market, price and trade policies; Marketing and distribution systems; Budget and manpower planning; Land tenure police for the livestock sector; Policy analysis report writing and communication; Livestock production and marketing in alphabeta - a case study.
Author: Mohamed Bouneder
Author: Mohamed Bouneder
Author: Edited by Basil R. Marple, Margaret M. Hyland, Yuk-Chiu Lau, Chang-Jiu Li, Rogerio S. Lima, Ghislain Montavon
Author: Crisalia Mateus
Author: Ray Y. Lin
Author: Seiichi Nomura
Author: Janine Johnson
Author: HEDI.. BEL HADJ SALAH
Author: Louis-Henri Baudey-Laubier
Author: Bo Song
Author: International Livestock Research Institute