Synthèse de céramique à haute entropie par SPS pour applications haute température

Réf. 1129821 - publié le 3 décembre 2024

Informations générales

Missions

lcts.u-bordeaux vous propose une offre de stage dans les domaines Sciences, technologies, Agroalimentaire, Bâtiment, travaux publics, génie civil, Design industriel,... à Pessac.

Contexte et objectifs

Les UHTC (Ultra High Temperature Ceramics) présentent une bonne stabilité thermique et une tenue à
l’oxydation à très haute température (T > 2000°C). Les carbures et les borures de zirconium (ZrC, ZrB2)
et d’hafnium (HfC, HfB2) ont été particulièrement étudiés et pourraient, en tant que revêtement ou
matrice de composites à matrice céramique, constituer des solutions de protection thermique dans le
cadre de rentrées atmosphériques. Au début du 21ème siècle, de nouveaux alliages métalliques ont été
développés, dénommés alliages haute entropie, qui présenteraient, entre autres, de meilleures propriétés
mécaniques à haute température que les alliages conventionnels. Ce concept a plus récemment été
transposé aux céramiques (HEC pour High Entropy Ceramics), où un gain substantiel des propriétés
mécanique et de tenue à l’oxydation serait également observé.

Programme de travail

L’objectif sera de synthétiser des pastilles de HE-UHTC (High Entropy Ultra High Temperature
Ceramics) par SPS (Spark Plasma Sintering) à partir de poudres précurseur de carbures, borures ou
d’oxydes. La microstructure et l’homogénéité des pastilles ainsi que les propriétés mécaniques (dureté,
ténacité) seront caractérisées. L’influence de la composition chimique des HE-UHTC sera étudiée pour
déterminer s’il est possible de moduler les propriétés en agissant sur la composition de l’alliage. Le
comportement à l’oxydation à haute température sous torche oxyacétylénique sera par la suite évalué et
les analyses post-mortem (microscopie à balayage, diffraction aux rayons X, …) devraient permettre
d’esquisser, voire de déterminer, des mécanismes réactionnels.

Compétences requises :

- Mise en œuvre des poudres (mélange de poudre, broyage, …)
- Mécanisme de frittage des céramiques (libre, sous pression, frittage flash, …)
- Préparation métallographique et caractérisations microstructurales : microscopies optique et
électroniques à balayage, EDX, DRX, dureté, …
- Connaissance des mécanismes d’oxydation des carbures et borures d’UHTC.

Profil

Master II / IIIème année cycle ingénieur en science des matériaux, si possible avec une bonne
connaissance des matériaux composites, céramiques et de leurs procédés d’obtention.

Postuler

Nom du recruteur : Braun James