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Dissertations / Theses on the topic 'Carburi'
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Wang, Anbo. "Life Extension of High Temperature Structural Alloys by Surface Engineering in Gas and Vacuum Carburizing Atmospheres." Digital WPI, 2018. https://digitalcommons.wpi.edu/etd-dissertations/24.
Full textAbstract:
The heat-treating industry is in need of heat- treatment furnace materials and fixtures that have a long service life and reduced heat capacity. Based on microstructural analysis of components that were used until failure in carburization furnace application, it was found that the primary reason for failure was the excessive carburization that leads to “metal dustingâ€� and subsequent cracking. Aluminizing is widely used to increase the high temperature oxidation and carburization resistance of nickel- based alloys. In this dissertation, RA330, RA602CA, 304L/316L, Inconel 625 alloys were selected to study their performance in an industrial carburization furnace for times up to two years. These alloys were exposed in both the as-fabricated and aluminized condition. The test samples were exposed to Cp=0.7-1.3% carburizing atmosphere at approximately 900℃ for 3 months, 6months, 12months, 18 months and 24months. The oxidation properties and oxide stability at high temperatures will be presented. In addition, the analysis of microstructural development during long term exposure experiments in an industrial carburizing furnace will be presented. These samples were characterized using optical and scanning electron microscope, EBSD, and x-ray diffraction. It was found that the aluminized alloys exhibited lower weight gain and carbon uptakes.
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Barbé, Elric. "Simulation multi-échelles du comportement mécanique des carbures et des interfaces carbure-métal à partir des premiers principes." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS209.
Full textAbstract:
Les aciers ferritiques et austénitiques ainsi que les alliages à base nickel contiennent généralement des carbures. Ces carbures présentent des ruptures interfaciales ou intra-précipité. L'objectif de cette thèse est de prédire les ruptures des interfaces et des carbures à partir de simulations et de modèles atomistiques. Les paramètres de fracture calculés permettront d'alimenter des simulations par éléments finis avec des zones cohésives. Les courbes de décohésion sont obtenues en utilisant le modèle UBER (Universal Bonding Energy Relation) qui utilise des paramètres caractéristiques de l'interface, du carbure ou du métal comme l'épaisseur du volume affectant la rupture, son module d'Young ou l'énergie de Griffith. Pour valider ce modèle, des simulations d'essais de traction menées jusqu'à rupture sont effectuées par DFT (Density Functional Theory). Différents carbures (Fe3C, Cr23C6 et TiC) sont étudiés durant cette thèse en faisant varier les atomes, la structure cristallographique et l'ordre magnétique de la matrice métallique. Nous prédisons qu'en fonction de la nature du carbure, la fracture se localise soit à l'interface (Cr23C6) soit à l'intérieur du carbure (Fe3C). Ces prédictions de rupture sont en accord avec les observations expérimentales. Finalement des calculs par éléments finis sont effectués. Dans le cas du carbure Cr23C6, les calculs par éléments finis cristallins et l'utilisation des paramètres calculés par DFT prédisent une rupture de l’interface. Dans le cas du carbure de titane, la rupture prédite en couplant les deux approches peut être intra-précipité ou interfacialeFerritic and austenitic steels as well a nickel-based alloys contains generally carbides. These carbides under mechanical load may display either interfacial or intra-precipitate fracture. The objective of this thesis is to simulate the fractures of various interfaces and carbides from the first principles. The evaluated fracture parameters may be input for cohesive zone models used in finite elements computations. Decohesion curves are obtained using the UBER model (Universal Bonding Energy Relation) based on the use of characteristic parameters of the interfaces or carbides such as the thickness, of the volume involved in the fracture process, its Young's modulus or its Griffith energy. To validate this model, tensile test simulations are performed by DFT (Density Functional Theory). Different carbides (Fe3C, Cr23C6 and TiC) have been studied during this thesis, varying the metallic atoms, the crystallographic structure and the magnetic order of the matrix. We conclude that depending on the nature of the carbide, the fracture is located either at the interface (Cr23C6) or inside the carbide (Fe3C). These crack initiation predictions are in agreement with many experimental observations. Finally, crystalline finite element calculations are performed. In the case of Cr23C6 carbides, the finite element calculations using the computed critical stress predict an interface crack initiation. In the case of titanium carbides, both interface and intra-precipitate carbide crack initiation are predicted
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Berkane, Rabah. "Étude thermodynamique des carbures de chrome, titane, zirconium, et hafnium par calorimètrie à haute température : Modélisation numérique des diagrammes de phases." Nancy 1, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10118.
Full textAbstract:
Étude des carbures de CR, TI, ZR et HF par calorimètrie de réaction directe à haute température et obtention des enthalpies de formation qui corrigent un certain nombre de résultats antérieurs. Une description thermodynamique complète de ces deux systèmes est obtenue par une modélisation numérique des diagrammes de phases de TiC et CrC. Le calcul des diagrammes de phases est introduit en présentant brièvement le programme informatique puis les résultats sont exposés
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Coulibaly, Moustapha. "Carbures nanocomposites issus de précurseurs sol-gel et impacts sur la sélectivité optique." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS105/document.
Full textAbstract:
Les carbures de métaux de transition (MC) sont des matériaux réfractaires et présentant une sélectivité optique intrinsèque qui se caractérise par une grande absorbance dans l’uv-visible tout en ayant une faible émittance dans l’infrarouge. Cette particularité leur vaut de faire l’objet de nombreuses études où ils sont envisagés comme matériau absorbeur dans les centrales solaires à concentration (CSP). Cependant, compte tenu des températures de fonctionnement de ces dispositifs (au-delà de 1000°C), les carbures de métaux de transition présentent une limitation majeure liée à leur relative tenue à l’oxydation. L’idée de la présente étude est donc d’associer ce type de matériau au carbure de silicium (SiC) qui à l’heure actuelle est utilisé comme absorbeur de ces technologies notamment du faite de sa grande réfractarité et de sa tenue à l’oxydation (jusqu’à 1400°C). La première partie de la démarche expérimentale a donc consisté en l’identification parmi une série de carbures (HfC, ZrC et TiC) celui présentant les meilleures caractéristiques en terme de sélectivité optique. Puis dans une deuxième partie, différentes voies de synthèse (colloïdale, moléculaire) mettant en œuvre des précurseurs métalliques (alcooxydes, colloïdes) et des sucres, ont été étudiées pour synthétiser des composites de type SiC-MC. L’influence des paramètres expérimentaux ainsi que de la composition ont été étudiées sur d’une part l’aptitude de chaque méthode à conduire aux phases recherchées et d’autre part sur la microstructure ainsi que leurs propriétés optiques. L’analyse de ces dernières a été effectuée d’abord sur des poudres afin de discriminer les échantillons sur la base de leur composition puis sur des pastilles qui ont été obtenues par deux procédés de frittage (HP et SPS) dont l’analyse des résultats constitue la dernière partie de l’étude.Ce travail de recherche a permis de conclure que l’association d’un carbure de métal de transition au carbure de silicium permettait d’aboutir à un composite SiC-MC présentant une certaine sélectivité spectrale et donc susceptible de jouer le rôle d’absorbeur dans les CSPTransition metal carbides (MC) belong to the category refractory materials. They have an intrinsic optical selectivity, which is characterized by a high absorbance in the UV-visible region and a low emittance in the infrared range. This feature is at the origin of many studies on these materials where they were expected to play the role of absorber in an Concentrating Solar Power plant (CSP). However, given the operating temperatures of such devices (beyond 1000 ° C), the transition metal carbides have a major limitation related to their relatively low resistance to oxidation. The idea of this study is to associate such material to the silicon carbide (SiC), which currently is used as absorber in CSP systems due to its good thermomechanical properties and resistance to oxidation (up to 1400 ° C).Therefore, the first part of the experimental approach consisted in the identification among a series of carbides (HfC, ZrC and TiC) the one presenting the best characteristics in terms of optical selectivity. Then, in the second part of the study, many synthesis routes (molecular, semi-molecular and colloidal) implementing different metal precursors (alcooxydes and colloidal solution) and a carbon source (sugar) were studied according to their ability to conduct to SiC-MC type composites. The influence of the experimental parameters as well as the one of the chemical composition has been investigated. The aim was first to evaluate the ability of each synthesis routes to conduct to the expected phases and also their impact on the microstructure and the optical properties. These latter have been first studied on powders in order to discriminate the samples on the base of their compositions and then the analysis have been made on densified materials by HP or SPS.This research has permitted to conclude that the combination of a transition metal carbide with silicon carbide conduct to a composite MC-SiC presenting a certain spectral selectivity and that such a material could play the role of absorber in CSP system
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Sorlier, Lefort Elodie. "Développement d'un procédé de graduation des carbures cémentés WC-Co basé sur l'imbibition, amélioration de la durée de vie des taillants de forage." Paris, ENMP, 2009. http://www.theses.fr/2009ENMP1620.
Full text
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Levallois, Franck. "Collage structural du carbure de silicium." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT031G.
Full textAbstract:
La première partie de cette étude consiste en une présentation de deux tests mécaniques simples et adaptés aux substrats fragiles tels que le carbure de silicium. Le test de cisaillement par compression fait l'objet d'une étude détaillée visant à mettre en évidence le rôle important du mode I parasite toujours présent dans ce type de test. Aucune étude relative aux phénomènes d'adhésion entre le carbure de silicium et les adhésifs époxy n'ayant été recencée, la seconde partie de l'étude vise à optimiser les performances mécaniques des assemblages au moyen de divers traitements de surface des substrats (chimiques, mécaniques et thermiques). Il s'avère que le sablage et l'oxydation thermique à l'air sont les deux traitements qui permettent d'obtenir les performances limites des deux adhésifs utilisés, ce qui se traduit par des ruptures cohesives au sein de l'adhésif. Diverses techniques d'analyses des surfaces sont mise en oeuvre pour évaluer les propriétés physico-chimiques de la surface des substrats et on note en particulier une très bonne corrélation entre la valeur de l'énergie superficielle et les performances mécaniques des assemblages collés. Aprés optimisation de l'adhérence à temps zéro, le comportement des assemblages est étudié dans diverses situations ou les effets du temps, de la température, de l'humidité et de la charge appliquée peuvent être associés. Les nombreux résultats expérimentaux présentés mettent en évidence le rôle de la nature de la surface des substrats dans les processus de perte d'adhérence due à l'humidité, dans l'apparition d'une couche de moindre cohésion dans l'adhésif au voisinage des interfaces ou encore dans le caractère adhésif ou cohésif des ruptures. Dans tous les cas, la valeur de l'énergie de surface des substrats semble être un paramètre déterminant.
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Landon, Raude Martine. "Le système carbure de silicium - nitrure d'aluminium." Paris, ENMP, 1991. http://www.theses.fr/1991ENMP0274.
Full textAbstract:
La mise au point d'une barbotine homogène et l'optimisation des cycles de compression à chaud en fonction de la teneur en aln permettent l'obtention de matériaux sic-aln denses à fine microstructure. La formation de la solution solide sic-aln à partir de poudres commerciales et en fonction des paramètres de frittage et de la teneur en Sic a été étudiée. Compte tenu des faibles coefficients de diffusion, de hautes températures sont requises pour le frittage. Les analyses par diffraction x et le calcul des paramètres de maille confirment la formation de la solution solide 2h dans un domaine de composition 20-75% pds de sic. Les défauts cristallins dus à la transformation allotropique de sic sont mis en évidence par t. E. M. Lorsque la solution solide n'est que partiellement formée. Sa formation dépend fortement de la concentration locale en aln. Compte tenu des améliorations apportées lors de l'élaboration de la barbotine et de la conception des cycles de frittage, de bonnes propriétés mécaniques sont obtenues pour les materiaux monophasés. Les comportements thermique et électrique sont fortement lies à la formation de la phase 2h et à la présence des polytypes du sic. La résistance à l'oxydation d'échantillons monophasés a été étudiée entre 1450c et 1600c sous oxygène
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Bessaguet, Jean-Pierre. "Elaboration de trichites de carbure de silicium." Grenoble INPG, 1990. http://www.theses.fr/1990INPG0061.
Full textAbstract:
Notre travail concerne l'elaboration de trichites de carbure de silicium cubique, par reduction a haute temperature (1400c/1600c) de poudres de silice par des noirs de carbone, en lit fixe traverse par de l'argon ou de l'azote. Nos analyses chromatographiques, chimiques et microscopiques montrent que la taille des particules des matieres premieres, la nature du gaz de balayage et l'addition de catalyseurs comme le fer ou le cobalt, les carbonates de sodium et de calcium, les oxydes d'yttrium et de lanthane, influent a la fois sur la vitesse de formation de sic (particulaire et filamentaire), et sur la croissance preferentielle des trichites de sic, de diametre compris entre 1 et 5 m, et de longueur maximale 500 m. La porosite intraparticulaire de la source siliciee n'influencant pas leur croissance, celle-ci semble se realiser par l'intermediaire du monoxyde de silicium gazeux, dont la formation en surface des grains de silice controlerait la vitesse de reaction. L'elaboration de trichites de sic sous azote se realise soit directement en presence de metaux de transition, suivant le mecanisme vapeur-liquide-solide, soit par la formation intermediaire de trichites de nitrure de silicium hexagonal, generalement creuses. Cette transformation semble s'effectuer en deux etapes: un epaississement radial par la formation d'une phase de carbonitrure de silicium, puis la transformation du nitrure en carbure de silicium au contact de la phase gazeuse
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Coyaud, Martin. "Caractérisation Fonctionnelle de Composants en Carbure de Silicium." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477631.
Full textAbstract:
Le Carbure de Silicium, par ses propriétés intrinsèques, offre des perspectives dans le domaine de l'électronique de puissance à même de supplanter le Silicium aujourd'hui sollicité à ses limites. En particulier, le Carbure de Silicium (SiC) permet la réalisation de diodes réunissant la technologie Schottky et supportant une haute tension. Après avoir resitué la filière du SiC dans son contexte, on présente dans ce travail les éléments de physique du semiconducteurappliqués à la diode Schottky SiC et justifiant les propriétés et le dimensionnement du composant. Le comportement électrique statique et dynamique des diodes Schottky SiC est ensuite comparé à l'état de l'art des diodes bipolaires en Silicium, et une simulation fine de la cellule de commutation est présentée. Le comportement électrothermique des diodes Schottky SiC est analysé dans la partie suivante à l'aide d'un outil de simulation dédié, permettant d'intégrer à la fois les phénomènes d'emballement thermique propres aux composants majoritaires et les propriétés de haute tenue en température du SiC, pour fournir une évaluation de la densité de courant utile des diodes. Enfin, la dernière partie propose une évaluation de la technologie Schottky SiC DANS UNE APPLICATION pfc, suivant le régime de fonctionnement du convertisseur. Une amélioration visant à exploiter au mieux les propriétés de cette nouvelle diode dans le PFC est ensuite présentée.
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Ferro, Gabriel. "CROISSANCE EPITAXIALE DU CARBURE DESILICIUM A BASSE TEMPERATURE." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136241.
Full textAbstract:
Le carbure de silicium est en théorie un des meilleurs candidats pour les applications aussi stratégiques que sont l'électronique forte puissance, haute température, haute fréquence ou encore fonctionnant en environnement hostile. Cependant, les difficultés de cristallogenèse de ce matériau ralentissent le développement de cette filière. Par exemple, l'épitaxie en phase vapeur (EPV) de couches minces de SiC nécessite des températures élevées, supérieures à 1400°C, ce qui compliquent la mise en oeuvre et le contrôle du procédé de croissance. Fairecroître SiC en dessous de cette température tout en gardant une qualité de matériau (cristallinité et dopage) satisfaisante est un véritable défi dont les intérêts industriels sont évidents.
Cet objectif peut être atteint en utilisant des techniques en solution, sous gradient thermique
ou par mécanisme vapeur-liquide-solide (VLS). Différents bains et différentes configurations
de croissance ont été envisagés. Cette étude a permis de mieux cerner les difficultés de mise en oeuvre, de justifier les solutions techniques proposées et de sélectionner les alliages Al-Si comme meilleurs candidats. A partir de ces bains, l'homoépitaxie des polytypes hexagonaux (4H et 6H-SiC) a été démontrée pour des températures aussi basses que 1100°C. Les couches sont très fortement dopées p, par l'incorporation massive d'Al, de bonne qualité cristalline et assez rugueuses. Ce fort dopage p confère des propriétés électriques très intéressantes
notamment en terme d'abaissement de la résistivité de contact.
Le polytype cubique (ou 3C-SiC) ne disposant pas de substrats commerciaux de qualité suffisante, sa croissance a été réalisée par hétéroépitaxie sur substrat de Si(100) et a-SiC(0001) non désorientés, respectivement par EPV et VLS. L'EPV sur substrat de Si produit des couches de qualité cristalline médiocre en raison du fort désaccord de maille. La courbure
importante des plaques, résultant des contraintes thermiques, peut être diminuée en modifiant
l'étape de carburation. Un tel matériau pourra trouver des débouchés avec des composants peu
exigeants en qualité cristalline. Enfin, les alliages à base de Ge et Sn se sont montrés adaptés à
la germination du polytype 3C-SiC sur substrats hexagonaux. Des conditions de croissances
permettant d'éliminer les parois d'inversions dans les couches, ont été déterminées. Le matériau 3C ainsi épitaxié n'a pas d'équivalent ailleurs et est très prometteur pour développer un filière basée sur ce polytype.
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Chaussende, Didier. "Techniques alternatives de cristallogenèse du carbure de silicium." Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10269.
Full textAbstract:
Les propriétés du SiC en font un matériau stratégique pour la microélectronique. Cependant, les difficultés liées à l'obtention de monocristaux, et notamment les hautes températures requises, limitent son développement. Face aux techniques existantes (CVD, Sublimation, HTCVD) nous proposons trois nouvelles approches afin d'abaisser la température d'élaboration : le transport chimique en phase vapeur (CVT), l'épitaxie en phase liquide à basse température (LTLPE) et la croissance par un mécanisme Vapeur-Liquide-Solide (VLS). Après une simulation thermodynamique du procédé CVT, nous présentons les essais de transport par HBr. Pour la LTLPE, l'étude approfondie des conditions thermodynamiques et du mécanisme de germination et croissance spontanée de SiC dans un alliage Al-Si sont présentés. Dans le cas de la technique VLS, l'élaboration de couches monocristallines épaisses est étudiée dans différentes configurations en utilisant le silicium comme catalyseur liquide.
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Nguyen, Julien. "Stockage électrochimique d'hydrogène dans le carbure de titane." Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/3ef7b178-91cc-4a1d-9d54-d5d078de92db/blobholder:0/2013LIMO4023.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude de la faisabilité de l'insertion électrochimique de l'hydrogène dans le carbure de titane sous-stoechiométrique de formule TiCx obtenu par des procédés de frittage réactifs conventionnels (naturel et sous charge) et sous forme de couches minces par pulvérisation cathodique magnétron. L'insertion électrochimique de l'hydrogène dans ce matériau dépend grandement de plusieurs facteurs : le procédé d'élaboration, la structure cristalline et la stoechiométrie du carbure. Le frittage sous charge des carbures TiCx avec x inférieur ou égal a 0,70 mènent à l'obtention d'une structure cristalline ordonnée où les plans (111) de carbone sont partiellement vides permettant l'insertion de l'hydrogène dans le matériau. A l'inverse, les carbures préparés par frittage naturel à haute température (2100°C) ne permettent pas l'insertion de l'hydrogène quelle que soit la stoechiométrie du carbure car les lacunes de carbone sont désordonnées dans leur structure cristalline. Néanmoins, il est possible d'ordonner ces lacunes de carbones par des recuits thermiques à basse température (730°C) et d'identifier de nouveau les plans (111) de carbone partiellement vides comme responsable de l'insertion de l'hydrogène dans le carbure de titane dont le coefficient de diffusion a ete estimé a 1,2 X 10-13 cm2. S-1 dans TiC0,60. La réaction électrochimique d'oxydation du carbure de titane a aussi été étudiée, où il est démontré que le carbure de titane s'oxyde en TiO2 avec un rejet de CO2This work deals with the feasibility of the electrochemical hydrogen insertion into the substoichiometric titanium carbides TiCx (0. 5 ≤ x ≤ 1) obtained by conventional reactive sintering (natural and hot pressing), and under the form of thin films, as obtained by magnetron reactive sputtering. The electrochemical hydrogen insertion in this material strongly depends on several parameters : (i) the elaboration process ; (ii) the crystalline structure ; and (iii) the stoichiometry of the carbide. The carbides TiCx obtained by hot pressing with x lower or equal to 0. 70 present an ordered crystalline structure where the (111) carbon plans are partially empty, allowing the hydrogen insertion into the material. On the contrary, the carbides prepared by reactive sintering at high temperature (2100°C) do not allow the hydrogen insertion whatever the carbide stoichiometry, because of the disorder of the carbon vacancies inside the crystalline structure. Nevertheless, it is possible to order these carbon vacancies by annealing at low temperature (730°C), this treatment rendering again the carbon plans (111) partially empty, and so, allowing the hydrogen to penetrate inside the titanium carbide with a diffusion coeffcient estimated at 1. 2 X 10-13 cm2. S-1 in TiC0. 60. The electrochemical reaction of oxidation of the titanium carbide was also studied, and it is demonstrated that TiC oxidizes into TiO2 accompanied by a CO2 release
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Gimbert, Jocelyne. "Dopage du carbure de silicium par implantation ionique." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0031.
Full textAbstract:
Cette etude porte sur le dopage du carbure de silicium sic-6h et sic-4h par implantation ionique, a la fois des points de vue physico-chimique et electrique. L'obtention de dopages controles de type n et p est necessaire pour la realisation de dispositifs de haute puissance et/ou de hautes frequences, tels que les mesfets ou les diodes schottky. Dans une premiere partie, nous presentons les proprietes electriques et physiques particulieres du carbure de silicium et nous mettons en evidence l'interet de developper une technologie sur ce materiau. Dans une deuxieme partie, nous presentons les caracteristiques physiques de l'implantation, et en particulier celle des dopants classiques que sont l'azote, pour le dopage de type n, et l'aluminium et le bore, pour le dopage de type p. Les resultats obtenus avec ces dopants sont decrits et analyses. Nous en deduisons les conditions experimentales permettant une bonne qualite cristalline et un etat de surface acceptable pour la realisation de dispositifs. Nous detaillons egalement, dans une troisieme partie, la conduction electrique dans les deux polytypes sic-4h et sic-6h. Nous abordons le probleme de gel des porteurs et celui des differents modes de diffusion des porteurs. Les mesures electriques sont faites essentiellement par effet hall sur motif de van der pauw et par mesure de resistivite avec la methode des 4 pointes. Celles-ci nous permettent d'en deduire les parametres essentiels d'une couche conductrice dopee : le type du materiau, la concentration de porteurs libres, la resistivite et la mobilite. Les resultats des experiences realisees sont commentes et compares a l'analyse theorique. L'influence des differents parametres technologiques sur la conduction electrique est etudiee afin d'envisager la fabrication de dispositifs implantes sur carbure de silicium.
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Chichignoud, Guy. "Croissance et fonctionnalisation du carbure de silicium polycristallin." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0106.
Full textAbstract:
Dans le domaine de l'électronique basée sur des substrats de SiC (hautes températures, hautes fréquences, fortes puissances), la production de masse des composants est encore limitée par la qualité, la taille et le coût des substrats monocristallins. Une des motivations du projet régional dans lequel s'inscrit cette thèse est de développer un savoir-faire scientifique et technique sur "élaboration de SiC polycristallin adapté aux technologies de report de films minces monocristallins (Smart Cut de SOITEC) qui permet de réduire le coût des plaquettes par la réalisation de quasi-substrats. La réalisation de substrats pour le report nécessite à la fois de fonctionnaliser la surface (flèche, rugosité résiduelle. . . ) et de contrôler la microstructure et les propriétés de masse (conductivités électriques et thermiques) afin de permettre et d'optimiser les étapes d'adhésion moléculaire ainsi que le fonctionnement des dispositifs. Les polycristaux ont été élaborés par des techniques de croissance massive gaz-solide (CVD, PVT et CF-PVT). Des caractérisations multi-échelles (MES, ESSD, spectroscopie Raman et profilométrie)Ln the field of silicon carbide substrates based electronics for high temperature, high power and high frequencies applications, device production is still limited by the quality, the cost and the size of available single crystals. This PhD thesis is a part of a project funded by the Région Rhône-Alpes, which consists in acquiring expertise concerning the polycrystalline silicon carbide applied to the thin film transfer technology (Smart-Cut process by Soitec). Such a process enables the processing of large and low cost quasi-substrates whom crystalline, thermal and electrical properties are very close to those of single crystals. Transferring monocrystalline thin films on silicon carbide polycrystalline substrates implies the processing of tailored surface (bowing, roughness. . . ) and bulk properties (electrical and thermal conductivity) material. Such a control is a need in the way of optimizing both the molecular sticking step and the subsequent device working. POlycrystalline material were grown by bulk gas-solid growth processes (CVO, PVT and CF-PVT). Multi-scale characterizations (SEM, ESSO, Raman spectroscopy and profilometry) were used to highlight the main barriers and to propose different ways of improvement
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Placide, Maud. "Interfaces dans les revêtements de carbure de silicium." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13442.
Full textAbstract:
Les revêtements protecteurs de SiC, généralement élaborés par CVD à partir du mélange précurseur MTS / H2, peuvent se présenter sous forme de multicouches et dans cette configuration, il est impératif que les couches élémentaires adhèrent correctement entre elles. Toutefois, lors du passage d’une couche à l’autre, il arrive que les conditions opératoires fluctuent ponctuellement (au cours de régimes dits transitoires), ce qui modifie localement les caractéristiques du solide déposé et engendre la création de zones interfaciales, susceptibles d’altérer les propriétés d’adhérence. Dans le cadre de cette étude, les régimes transitoires liés à une diminution de la proportion de H2 dans le mélange précurseur, avec formation d’interphases extrêmement riches en carbone, se sont avérés les plus pénalisants : des décohésions interfaciales ont été observées, notamment via l’utilisation du test de rayage. Pour améliorer l’adhérence de tels systèmes, un traitement in situ, à base de NH3, permettant d’éliminer les couches carbonées indésirables, a été proposéSiC protective coatings are generally prepared by CVD from the MTS / H2 gas precursor. In the case of multilayered coatings, a key point for successful applications is a good adhesion between the various layers. Nevertheless, when a SiC layer is deposited on another one, the experimental parameters can be drastically modified during transient phenomena, resulting in the deposition of an interfacial material with altered physico-chemical properties, which may affect the adhesion between the CVD-SiC layers. In the present contribution, transient stages resulting from a decrease of the H2 content in the precursor and causing interphases with a large excess of carbon, were found to be the most disruptive. In such a case, interfacial decohesions were observed by scratch testing. However, the adhesion properties could be improved by removing the harmful carbon-rich interphases using an in situ NH3 treatment
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Esperance, Eric. "Composites céramiques : alumine-oxynitrure d'aluminium-carbure de silicium." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG4204.
Full textAbstract:
L'elaboration et la caracterisation de composites al#2o#3-alon-sic, obtenus par frittage reactif de poudres al#2o#3-aln-sic, ont ete etudiees, le carbure de silicium se presentant sous differentes morphologies: poudres, trichites et plaquettes. En frittage sans charge sous azote, l'oxydation active du sic et la reaction al#2o#3-sic conduisent a la formation de phases sialons et de phase alon en quantite importante. Ces reactions peuvent etre limitees par l'utilisation conjointe d'un melange gazeux n#2-ar-co comme atmosphere de frittage, d'un lit de poudre charge en sic et d'ajout de frittage (y#2o#3). Une etude bibliographique a permis de prevoir l'accroissement de tenacite (k#i#c) du au sic pour chaque morphologie, par quatre mecanismes principaux de renforcement: microfissuration (spontanee, induite sous contrainte), courbure du front de fissure, deviation de fissure, pontage (et dechaussement). L'optimisation de l'elaboration est menee pour chaque morphologie, a l'aide de plans d'experiences (factoriels, de doelhert) en compression uniaxiale a chaud. L'addition de poudre sic, en particulier de grande surface specifique, (composition optimale a 20 vol%) conduit a l'accroissement de la resistance a la flexion et de la durete du biphase al#2o#3-alon, par un effet sur la microstructure. Dans le cas des trichites, l'elimination des amas et des trichites de gros diametres permet d'atteindre de hautes valeurs de resistance a la flexion (950 mpa). L'interface cohesive (verre oxynitrure observe au met) empeche d'atteindre les tenacites prevues par les modeles. Pour la morphologie plaquette, il existe une taille optimale pour laquelle la presence de defauts est limitee. Le renforcement par deviation, pontage et extraction, est efficace (k#i#c=6 mpam)
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Molliex, Ludovic. "Approche micromécanique de la résistance en traction de composites à matrice métallique : carbure de silicium/titane et carbure de silicium/aluminium." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0400.
Full textAbstract:
L’interface fibre-matrice dans les composites à matrice métallique est le siège de réactions chimiques complexes et d'un état de contraintes résiduelles particulier. On se propose de caractériser l'interface fibre-matrice à l'aide de l'essai de fragmentation sur composite monofilamentaire. Cet essai impose de quantifier l'endommagement de la fibre au sein du composite et de calculer les contraintes résiduelles à l'interface. Puis moyennant quelques simplifications, une simulation est développée afin de prévoir la résistance en traction d'un composite multifilamentaire sollicité dans le sens des fibres. Les paramètres utiles a cette modélisation sont le cisaillement interfacial déterminé par l'essai de fragmentation, la distribution de Weibull des résistances de la fibre ainsi que les caractéristiques de la matrice. Après confrontation du modèle avec l'expérience, le bon accord entre les résultats d'essais de traction en température et la simulation, tend à valider les hypothèses sur les micromécanismes intervenant lors d'un essai de traction
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Detroye, Martine P. M. "Synthèse et caractérisation de carbures de chrome et de carbures mixtes fer-chrome." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1999. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211935.
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Madaci, Iacob. "Étude d'amélioration environnementale d'une usine de carbure de silicium /." Trois-Rivières : Université du Québec à Trois-Rivières, 1998. http://www.uqtr.ca/biblio/notice/resume/03-2188078R.html.
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Latu-Romain, Laurence. "Croissance de monocristaux massifs de carbure de silicium cubique." Grenoble INPG, 2006. http://www.theses.fr/2006INPG0185.
Full textAbstract:
Le carbure de silicium cubique (3C-SiC) est un matériau d'intérêt pour des applications électroniques fonctionnant à puissance et fréquences élevées. En raison de son état métastable, l'élaboration de ce matériau demeure problématique. Ces travaux portent sur la croissance de monocristaux massifs de 3C-SiC à partir de substrats hexagonaux de SiC. Le procédé de croissance choisi est une technique de sublimation alimentée en continu (CF-PVT). Le mécanisme de germination du 3C-SiC a tout d'abord été étudié à haute température 100°C). Cette première étude a permis de cerner les conditions expérimentales requises pour la germination et la sélection d'une orientation cubique. Si la phase hexagonale est totalement éliminée pendant les premiers stades de croissance, il est possible d'élaborer un véritable monocristal massif de 3C-SiC. Les caractérisations structurales multi-échelles ont permis d'dentifier les différents défauts structuraux présents dans des monocristaux de 3C-SiC élaborés par CF-PVTCubic silicon carbide (3C-SiC) is a material of great interest for high power and high frequencies electronic devices. Despite its high potential, availability of 3C wafers is still a challenging issue as no one succeeded in 3C-SiC bulk growth. This study deals with the bulk growth of 3C-SiC single crystals from hexagonal SiC substrates. The CF-PVT (Continuous Feed-Physical Vapor Transport) is used to grow such crystals. This process consists of a continuously fed sublimation technique. Firstly, 3C-SiC nucleation from hexagonal substrates has been extensively studied at high temperature (1900°C). Experimental conditions for nucleation and selection of a cubic orientation have been determined. If the hexagonal phase is eliminated during the first growth steps, it has been demonstrated that bulk 3C-SiC single crystals can be obtained. The different structural defects generated in such single crystals grown by CF-PVT have been identified through a muIti-scale characterization
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Beroud, François. "Mécano-chimie du carbure de silicium durant le frottement." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0044.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'étudier les modifications structurales survenant au cours du frottement. Le matériau utilisé est une céramique polycristalline possédant des liaisons chimiques fortement covalentes: le carbure de silicium. Les modifications d'ordre à courte distance ont été étudier par spectroscopie EXELFS. Dans cette finalité nous avons procédé à la validation du traitement EXELFS au seuil L (2,3) du silicium. Après avoir été testé avec succès sur des composés cristallins cette technique a ensuite été mise en oeuvre sur les particules d'usures produites au cours du frottement d'un pion hémisphérique sur un plan. L'originalité de ce travail réside dans les conditions de pression auxquels les essais de tribologie sont effectués: l'ultravide. Afin de déterminer le type de désordre engendré par le frottement, nous avons eu recourà la Microscopie Electronique Haute Résolution (METHR). Ceci nous permet de confirmer la validité de l'EXELFS lorsque les composés sont amorphes, et de déterminer quels sont les modèles les plus aptes a modéliser les modifications du nombre de coordinence observés. Ces informations sont enfin utilisées pour mieux appréhender les mécanismes qui conduisent à la formation des particules d'usure (température, cisaillement)The aim of this thesis is to study the effects of friction on the crystallographic structure of materials. We have selected a polycrystalline ceramic with high covalent bonding. The short range order was investigated by EXELFS. For this purpose we have valited EXELFS above the L2-3-edge of silicon in different crystalline materials. Then we analysed the crystalline structure of wear particle generated during the friction of an hemispherical pin on a flat surface. The tribological proceed under ultra high vacuum conditions. In order to determine whether the disordered materials was due to truly or only nanocrystalline, we investigate our wear particule with High Resolution electron microscopy. It enable us to test tha validity of EXELFS when disordered materials were encountered. It also permitted to determine the nature of the disorder which appear to be typically nanocrystalline. All these piece of information are used to understand the process which proceed to the formation of the wear particles (temperature, shear strength)
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Vast, Nathalie. "Proprietes vibrationnelles du bore et du carbure de bore." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066356.
Full textAbstract:
Les proprietes statiques et vibrationnelles du bore et du carbure de bore b 4c ont ete etudiees par theorie de la fonctionnelles de la densite (d. F. T. ) et theorie de perturbation de la fonctionnelle de la densite (d. F. P. T. ). Les proprietes de compressibilite de la structure icosaedrique sont etudiees en detail, et l'equation d'etat a temperature nulle theorique est determinee, pour la maille et pour l'icosaedre. Dans le bore , les proprietes de diffusion raman et d'absorption infrarouge experimentales et theoriques sont etudiees en fonction de la pression, et les coefficients de gruneisen en centre de zone de brillouin sont compares. Dans le carbure de bore, l'examen des spectres vibrationneles et theoriques conduit a la determination de la structure atomique de b 4c. Enfin, les effets du desordre isotopique ont ete modelises de facon ab initio, et leur effet sur les raies de diffusion raman examines. La methode a ete appliquee aux alliages binaires de diamant et de germanium.
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Reynaud, Christophe. "Céramiques lamellaires monolithiques et composites en carbure de silicium." Grenoble INPG, 2002. http://www.theses.fr/2002INPG4210.
Full textAbstract:
La ténacité des matériaux céramiques peut être accrue en architecturant le matériau sous la forme d'une structure lamellaire. Le renforcement est alors obtenu par déviation de la fissure au niveau des interfaces faibles du composite. L'objectif de cette thèse est d'étudier ce mode renforcement dans des composites lamellaires SiC/SiC-poreux frittés en phase liquide. Il s'agit notamment de déterminer les paramètres macrostructuraux et microstructuraux alors prépondérants. L'étude bibliographique a montré que l'activation du mécanisme de déviation de fissure nécessitait un taux minimal de porosité de 37vol%. Un procédé basé sur le coulage en bande et sur l'utilisation d'agents porogènes a conduit à l'élaboration de structures lamellaires monolithiques et composites à macrostructures et microstructures contrôlées. La porosité et la microstructure du squelette SiC ont été finement caractérisées. Ainsi, la stabilité de la porosité, l'évolution de la structure poreuse, la prévision du taux de porosité des matériaux ont été étudiées. Nous avons mis en évidence un seuil de percolation de la porosité à 15-20vol%, et un phénomène de résorption de la porosité dû à une réorganisation du squelette céramique facilitée par la présence de phase liquide. L'effet de la porosité sur les propriétés mécaniques des monolithes a été exploré en utilisant des modèles basés sur la concentration de contraintes ou sur le concept de l'aire solide minimale qui a par ailleurs été validé dans cette étude. Les caractérisations mécaniques des composites lamellaires n'ont pas abouti à des déviations de fissure significatives malgré le large domaine expérimental exploré. Nous avons montré que la présence de la phase intergranulaire, issue de la phase liquide et qui présente des fluctuations de composition, est limitante dans l'apparition du phénomène de déviation de fissure. De plus, nous avons également émis des hypothèses sur la forme et la taille de la porosité favorables à la déviation de fissure.
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Issa, Fatima. "Réalisation de détecteurs de neutrons en carbure de silicium." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4303/document.
Full textAbstract:
Les détecteurs de radiations nucléaires sont des outils importants dans de nombreux domaines tels que dans les réacteurs nucléaires, la sécurité nationale, mais ils sont également primordiaux dans des applications médicales. Les progrès récents dans la technologie des semi-conducteurs permettent la réalisation de détecteurs très efficaces et quasi-insonores qui permettent la détection de différents types de radiations nucléaires. Le carbure de silicium (SiC) est une bande semi-conductrice large, grâce à sa conductivité thermique élevée et à une résistance élevée aux rayonnements, il est adapté pour les environnements difficiles où peuvent exister des flux élevés de température et de rayonnement. Le but du projet européen (I_SMART) est ainsi de prouver la fiabilité de nouvelles méthodes de réalisation de détecteurs de radiations nucléaires et d'étudier leur performance dans différents types d'irradiation (neutrons rapides et thermiques) et à différentes températures. Différentes méthodes ont été utilisées pour réaliser les détecteurs de rayonnement SiC. Par exemple l'implantation d'ions de bore a été utilisé pour créer la couche de conversion de neutrons soit dans le contact métallique ou directement en SiC. Les détecteurs fabriqués ont été testés dans le réacteur nucléaire BR1, mettant en lumière la présence de neutrons thermiques. En outre, ces détecteurs détectent des neutrons rapides sous n’importe quelle température. En outre, les détecteurs utilisés montrent leur stabilité sous différents flux de neutrons qui indiquent la fiabilité de ces nouveaux modes de réalisation de détecteurs de rayonnement qui pourraient remplacer ceux utilisés actuellementNuclear radiation detectors are important tools in many fields such as in nuclear reactors, homeland security and medical applications. Recent advances in semiconductor technology allow construction of highly efficient low noise detectors for different nuclear radiations. Silicon carbide (SiC) is a wide band gap semiconductor with a high thermal conductivity and high radiation resistance. It is suitable for a harsh environment where high temperatures and radiation fluxes may exist. In the framework of the European project (I_SMART) the purpose of this work is to demonstrate the reliability of new methods of realizing nuclear radiation detectors and to study their performance under different types of irradiation (fast and thermal neutrons) and at elevated temperatures. Different methods have been used to realize SiC based-radiation detectors. For instance boron ion implantation has been used to create the neutron converter layer either in the metallic contact or directly in the SiC. The fabricated detectors have been tested in the BR1 nuclear reactor revealing the thermal neutron detection and the feasibility of gamma discrimination from thermal neutrons using one single detector. Such detectors are sensitive to fast neutrons with a stable response under elevated temperatures (up to 150 °C). Furthermore, the studied detectors show stability under different neutron fluxes, indicating a reliability of such new methods of realizing radiation detectors which could replace those of the current state of the art
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Pajares, Rojas Arturo Javier. "Study of transition metal carbide catalysts of group 5 in the RWGS reaction." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2021. http://hdl.handle.net/10803/672225.
Full textAbstract:
Nowadays there is a growing interest in the capture and utilization of CO2 because of the increase of its concentration in the atmosphere. Captured CO2 can be recycled through different processes to obtain several value-added products, such as fuels. Current processes for the production of synthetic fuel and of some other products use syngas, a mixture of CO and H2 of varying composition, as feedstock. Syngas can be obtained by the catalytic reduction of CO2 to CO using an excess of H2 through the reverse water gas shift (RWGS) reaction. The RWGS reaction is endothermic and to reach appropriate conversion values, needs high temperature and the presence of a catalyst. Suitable catalysts should present not only high activity and selectivity, but also a good stability and low cost. In this context, transition metal carbides (TMCs) have been proposed as a good alternative to conventional catalysts to be used in the RWGS reaction. Theoretical and experimental investigations have shown that molybdenum carbide presents good catalytic behavior in the RWGS reaction. However, very few investigations about the use of TMCs of group 5 as catalysts in this reaction have been reported.
The main objective of this work is the study of the CO2 reduction to CO under RWGS conditions over catalysts based on transition metal carbides of group 5 (G5TMC=VC, NbC and TaC). Additionally, some of these materials have been tested as catalysts in the methanol steam reforming (MSR). The catalysts have been characterized before and after reaction by means of different techniques, such as, X-ray diffraction, N2 adsorption-desorption isotherms, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, H2-temperature programmed reduction, scanning and transmission electron microscopy, and precession electron diffraction. In addition, studies of CO2 adsorption and reactivity have been carried out using thermogravimetry, calorimetry and in-situ diffuse reflectance infrared spectroscopy.
The preparation of bulk and, ɣ-Al2O3-, TiO2-, SBA-15-, SiO2-, CeO2-, ZrO2- and activated carbon-supported catalysts, based on G5TMC has been performed avoiding the use of carburizing methods. A sol-gel method using 4,5-
dicyanoimidazole as carbon source, metal chloride and alkoxide as metal precursors, and different thermal treatments has been developed. The use of metal alkoxides resulted in the preparation of bulk G5TMCs with smaller crystallite size compared to that obtained when metal chloride was used. Moreover, for metal alkoxide precursors, a decrease of the crystallite size of G5TMC was observed when the 4,5-dicyanoimidazole/metal precursor molar ratio was increased. An increase of the temperature of treatment led to a higher crystallite size of the G5TMCs. For supported vanadium carbide catalysts, VCx with different crystallite sizes were obtained as a function of the support and/or method of preparation used.
The catalysts were tested under RWGS conditions, CO2/H2=1/3 in the 573- 873 K range. The catalysts based on vanadium carbide were active and highly CO selective, reaching values of CO selectivity near to 100% above 773 K. The samples based on niobium carbide and tantalum carbide were inactive under the experimental conditions used.
For bulk vanadium carbide catalysts, the coexistence of two different phases, VC (stoichiometric), and V8C7 (C deficient) was determined. The presence of a higher amount of V8C7 phase was related with a smaller VCx crystallite size and a higher CO2 adsorption energy. The catalyst, which presented a higher presence of V8C7, showed a better catalytic behavior in all the temperature range studied.
The experimental results obtained in this work have been interpreted in the light of theoretical studies performed in the group of Prof. Illas (University of Barcelona) in a frame of a collaborative research. The dissociative adsorption of CO2 to CO+O over G5TMC is proposed; a subsequent surface oxy-carbide species formation and CO release would take place. The presence of C vacancies in vanadium carbide catalysts allows the reactants to absorb more strongly, lowering the energy barrier for both H2 and CO2 dissociation steps. VC- based catalysts with smaller VCx crystallite size, showed lower activation energy in the RWGS reaction under the conditions used.
Supported vanadium carbide catalysts produced a higher amount of CO per mol of V than the corresponding bulk catalyst. VC/Al2O3, VC/SiO2 and VC/AC,
which had the smallest crystallite sizes of VCx phase showed the best catalytic behavior in the RWGS reaction.
Some catalysts have been tested in the RWGS during 4 days, showing a high stability under the reaction conditions used.
Finally, several bulk and supported G5TMC catalysts were tested under MSR conditions (CH3OH/H2O=1/1, 573-723 K). CH4 was the main product found when vanadium carbide catalysts were used; this is related with the methanol decomposition. On the other hand, for niobium carbide and tantalum carbide catalysts, HCHO was the main product, which could be formed via methanol dehydrogenation. After MSR catalytic tests, the characterization of used catalysts revealed a high SBET reduction and the presence of abundant carbon deposits, which is associated with the high deactivation of the catalysts observed under the reaction conditions used.El principal objetivo de este trabajo es el estudio de catalizadores basados en carburos de metales de transición del grupo 5 (CMTG5=VC, NbC and TaC) en la reducción selectiva de CO2 a CO bajo condiciones de reacción inversa de desplazamiento de agua (RWGS por sus siglas en inglés). Adicionalmente, algunos de estos materiales se han probado como catalizadores en el reformado de metanol con vapor (MSR por sus siglas en inglés). Los catalizadores se han caracterizado adecuadamente antes y después de su uso en reacción mediante diversas técnicas físico-químicas. Asimismo, se han llevado a cabo estudios de adsorción y reactividad de CO2 mediante termogravimetría, calorimetría y espectroscopia infrarroja en modo reflectancia difusa in situ. Se han ensayado los diferentes materiales bajo condiciones de RWGS, CO2/H2=1/3 en el rango de 573-873 K. Los catalizadores basados en carburo de vanadio fueron activos y altamente selectivos a CO alcanzando valores cercanos al 100% a partir de 773 K. Los materiales basados en carburo de niobio y carburo de tántalo fueron inactivos bajo las condiciones experimentales usadas. En los catalizadores de carburo de vanadio másico se pudo determinar la coexistencia de dos fases, una estequiométrica VC, y otra deficiente en C, V8C7. La presencia de una mayor cantidad de la fase V8C7 se relaciona con el menor tamaño de cristalito y se refleja en una mayor energía de adsorción de CO2. El catalizador que presentó mayor presencia de la fase V8C7 mostró el mejor comportamiento catalítico en todo el rango de temperatura estudiado. Todos los catalizadores soportados de carburo de vanadio produjeron una mayor cantidad de CO por mol de V que el catalizador másico correspondiente. Los catalizadores soportados, VC/Al2O3, VC/SiO2 y VC/AC, que tuvieron los menores tamaños de cristalito de la fase VCx mostraron el mejor comportamiento catalítico. Algunos catalizadores se ensayaron en la RWGS durante 4 días, mostrando una elevada estabilidad bajo las condiciones de reacción utilizadas. Finalmente, diversos catalizadores másicos y soportados de CMTG5 se ensayaron bajo condiciones de MSR, CH3OH/H2O=1/1 en el rango de 573-723 K. Con los catalizadores de carburo de vanadio se obtuvo como producto mayoritario CH4. Por otra parte, con los catalizadores de carburo de niobio y carburo de tántalo, se obtuvo mayoritariamente HCHO. La caracterización de los catalizadores usados en el MSR reveló una gran reducción del área superficial SBET y la presencia de abundantes depósitos carbonosos, lo que se asocia con la elevada desactivación observada bajo las condiciones de reacción utilizadas.
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Vast, Nathalie. "Propriétés vibrationelles du bore alpha et du carbure de bore." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00297278.
Full textAbstract:
Les propriétés statiques et vibrationnelles du bore alpha et du carbure de bore B4C ont été étudiées par Théorie de la Fonctionnelles de la Densité (D.F.T.) et Théorie de Perturbation de la Fonctionnelle de la Densité (D.F.P.T.).Les propriétés de compressibilité de la structure icosaédrique sont étudiées en détail, et l'équation d'état à température nulle théorique est déterminée, pour la maille et pour l'icosaèdre.
Dans le bore alpha, les propriétés de diffusion Raman et d'absorption infrarouge expérimentales et théoriques sont étudiées en fonction de la pression, et les coefficients de Grüneisen en centre de zone de Brillouin sont comparés.
Dans le carbure de bore, l'examen des spectres vibrationnelles et théoriques conduit à la détermination de la structure atomique de B4C.
Enfin, les effets du désordre isotopique ont été modélisés de façon ab initio, et leur effet sur les raies de diffusion Raman examinés. La méthode a été appliquée aux alliages binaires de diamant et de germanium.
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Varchon, François. "Propriétés électroniques et structurales du graphène sur carbure de silicium." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00371946.
Full textAbstract:
Le graphène est un plan unique d'atomes de carbone formant une structure en nid d'abeilles. Dans le cas idéal, le graphène possède des propriétés physiques étonnantes, comme une structure électronique en " cône de Dirac ". Depuis 2004, il est connu qu'on peut obtenir ce matériau bidimensionnel à partir de la graphitisation du carbure de silicium (SiC). Sur la base de calculs ab initio et d'expériences de microscopie à effet tunnel (STM), nous avons entrepris de sonder les propriétés électroniques et structurales du graphène sur SiC et de déterminer en quoi elles sont similaires ou au contraire différentes du graphène idéal. Ce manuscrit commence par une introduction générale sur la thématique du graphène et se poursuit par une description des deux méthodes utilisées durant ce travail. Il vient ensuite l'exposé de nos résultats obtenus pour le graphène sur la face terminée Si et celle terminée C des polytypes hexagonaux du SiC. Nous avons montré notamment que le premier plan de carbone généré sur la face terminée Si se comporte comme un plan tampon, lequel permet aux autres plans qui le recouvrent d'avoir une structure électronique de type monoplan/multiplan de graphène. D'autres aspects liés à la nature complexe de l'interface comme la présence d'états localisés ou l'existence d'une forte structuration du plan tampon sont également discutés. Pour une surface terminée C suffisamment graphitisée, nos travaux révèlent l'existence d'un désordre rotationnel entre les plans de graphène successifs qui se manifeste sous forme de Moiré sur les images STM. Nous montrons par des calculs ab initio qu'une simple rotation permet de découpler électroniquement les plans de graphène.
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Brunet, Pierre. "Fusion en creuset froid et pulvérisation de carbure de tungstène." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37603504v.
Full text
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Chen, Meng-Yang. "Précipitations de carbure de vanadium (fibre, interphase) dans des aciers." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENI016/document.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans cette thèse est consacré à la précipitation interphase dans les aciers microalliés au vanadium. Il s’agit principalement de mieux comprendre l’évolution des microstructures et des propriétés mécaniques résultantes à partir d’une double approche expérimentale et de modélisation. Les analyses effectuées conjointement en Microscopie Electronique en Transmission et en nanoindentation ont permis de mieux cerner les relations qui existent entre les paramètres microstructuraux de la précipitation interphase (taille moyenne des carbures, distances moyenne entre carbures et entre feuillets, morphologie des carbures) et les modifications de propriétés mécaniques locales induites dans les aciers à très haute résistance. Par ailleurs, nous avons développé un modèle original qui couple les cinétiques de transformation de phases à celle de la précipitation interphase. Ce modèle permet de décrire l’évolution des paramètres microstructuraux et les résultats obtenus sont en très bon accord avec les résultats expérimentauxThe present thesis gives an overview of carbide aggregates (interphase precipitation and carbide fiber) in vanadium-alloyed steels, covering the aspects of microstructure, modeling, and mechanical properties. The microstructural features of different carbide aggregates by the use of microscopies, and the transition of carbide morphologies is discussed. A new model considering the ledge mechanism as well as austenite decomposition is subsequently proposed according to the observed microstructure. The sheet spacing, particle spacing, and interface velocity, can be calculated and show good agreements with experimental data. Finally, the effect of interphase-precipitated carbide distribution (sheet spacing, particle spacing, and carbide radius) on Orowan strengthening contribution is examined by nano-indentation. By the virtue of small indenter, the mechanical properties of single ferrite grain are able to be extracted.Keyword:
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Raynaud, Christophe. "Caracterisations électriques de matériaux et composants en carbure de silicium." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0094.
Full textAbstract:
[Le carbure de silicium, de part ses propriétés physiques et électriques est un matériau semi conducteur intéressant pour des applications microélectroniques fonctionnant en milieu hostile. Ses potentialités élevées dans le domaine de la forte puissance, des hautes fréquences et des hautes températures sont toutefois encore entravées par des problèmes de qualité du matériau et de mise au point des différentes étapes technologiques nécessaires à l'élaboration des composants (implantation, gravure, oxydation. . . ). Ce travail s'est attaché à la caractérisation des défauts électriquement actifs superficiels et profonds, notamment l'azote et l'aluminium, par spectroscopie d'admittance et de transitoires de capacités (DLTS) dans les matériaux 6H-SiC des types n et p. Les énergies d'activation de l'azote et de l'aluminium, très largement utilisés comme dopants n et p ont été déterminées. Des mesures de courant effectuées sur diverses diodes Schottky et des onctions pn ont permis une analyse détaillée des mécanismes de transport du courant et de mettre en évidence des mécanismes de micro claquage. L'évolution de la mobilité des électrons en fonction de la température a été étudiée à partir de mesures de courants sur des transistors de type FET en tenant compte de l'ionisation incomplète des dopants à température ambiante. Enfin, l'étude de structures MOS a permis de caractériser par la technique TSIC, les pièges ioniques et les charges mobiles présents dans l'oxyde. ][Its good physical and mechanical properties make Silicon Carbide an interesting semiconductor for microelectronics applications under hard conditions. But up to know, the quality of the material and the improvement of technological steps for the elaboration of deviees (ion implantation, etching, oxidation. . . ) is a serious limitation). For its high capabilities for high power, high frequency and high temperature applications. This work 1s essentially concentrated on the characterisation of deep and shallow levels, (nitrogen and aluminium), by admittance spectroscopy and by Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) in n- and p-type 6H-SiC materials. The activation energies of both nitrogen and aluminium have been determined. From current-voltage measurements, which have been performed on several kinds of structures (Schottky diodes and junctions ), current transport mechanisms have been analysed and micro plasmas have been observed. The temperature dependence of the electron mobility has been studied from current-voltage measurements on unction Field Effect Transistors, taking into account the incomplete ionisation of dopants at room temperature. Finally, Thermally Stimulated Ionic Current measurements have been performed on MOS capacitors in arder to determine the ionic traps and the mobile species in the oxide grown on 3C and 6H polytypes. ]
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Gendt, Dominique. "Cinetiques de precipitation du carbure de niobium dans la ferrite." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112131.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objet de modeliser la precipitation de nbc dans la ferrite. Son etude theorique est motivee par le fait qu'il s'agit d'un systeme ternaire et qu'il met en concurrence deux mecanismes de diffusion tres differents. Une etude experimentale a l'aide de mesures de pte, dnpa et de micro-durete vickers permet une description de la cinetique de precipitation. Le rayon des precipites est etablie par met. Pour caracteriser l'etape de germination, nous utilisons la sonde atomique qui analyse a l'echelle atomique la distribution des atomes de solute a l'interieur de la matrice. Un premier modele utilise les equations de la theorie de la germination et de la croissance et decrit l'evolution de precipites spheriques. La resolution numerique se fait a l'aide d'une methode par classes qui fournit la fraction precipitee, la densite, le rayon moyen et la distribution de taille. L'ajustement des parametres energie d'interface, produit de solubilite et coefficient de diffusion se fait sur les donnees de la litterature et les resultats experimentaux. Cela permet de calibrer le modele de facon satisfaisante. Les simulations monte carlo cinetiques decrivent l'evolution d'un alliage fe-nb-c sur un reseau rigide cubique centre par les mecanismes de diffusion lacunaire et interstitiel. Ceci est realise a l'aide d'une description atomistique par les frequences de sauts des atomes. L'ajustement des parametres du modele reproduit les diagrammes de phases et les coefficients de diffusion. Le modele suppose en outre une precipitation coherente et ne tient pas compte des contraintes elastiques. On observe alors une variete de chemins cinetiques. Pour des faibles sursaturations, on assiste a la sequence classique de precipitation de nbc alors que pour les plus fortes sursaturations, le carbure de fer precipite du fait de la tres forte diffusivite des atomes de carbone. Nous montrons que cette deuxieme sequence depend de la cinetique d'arrivee des lacunes.
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Ellison, Alexandre. "Croissance du carbure de silicium par techniques CVD haute température." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0094.
Full textAbstract:
La carbure de silicium est un semi-conducteur dont les exceptionnelles proprietes physiques et electriques en font un materiau presque sans rival pour de multiples applications electroniques de moyenne et forte puissance, haute frequence et haute temperature. Deux composantes cles liees au succes d'une filiere technologique sic se situent au niveau de la croissance des couches epitaxiales et de la cristallogenese du sic massif. Dans une premiere partie, ce memoire decrit le developpement d'une technique de croissance en phase vapeur (cvd) permettant d'atteindre des vitesses d'epitaxie de l'ordre de 25 microns par heure le processus, execute a 1650-1850\c, est base sur un reacteur vertical dit a murs chauds, ou reacteur cheminee, permettant d'atteindre des vitesses de croissances 5 a 10 fois plus grandes que les techniques de cvd realisees a 1500-1650\c. Les resultats presentes portent tant sur la description des parametres de croissance, qu'en la caracterisation des proprietes de couches epitaxiales d'epaisseur allant de 20 a 100 microns (morphologie de surface, purete et proprietes structurales). La realisation de diodes schottky ayant des tensions de claquage superieures a 3500 volts est demontree. Dans une deuxieme partie, ce memoire aborde le developpement d'un processus cvd a haute temperature (2100-2300\c), permettant d'atteindre des vitesses de depot de l'ordre de 0. 4 a 0. 8 mm par heure, c'est-a-dire comparables aux vitesses utilisees pour la croissance de sic massif. Le role des parametres de croissance de ce nouveau processus (decrit sous l'acronyme htcvd) ainsi que les proprietes de cristaux 4h-sic sont analysees. Par exemple, une densite de defauts micropipes localement inferieure a 80 par cm 2 a ete obtenu, alors que la purete des sources gaseuses utilisees dans ce processus permet d'atteindre une resistivite electrique superieure a 10 9 ohm. Cm avec des niveaux de dopage residuel de l'ordre de 6. 10 1 5 cm 3.
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O'Sullivan, David. "Élaboration et caractérisation mécanique des nanocomposites alumine-carbure de silicium." Valenciennes, 1998. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/fa8074c9-3bc2-47e1-a75e-41fa9c276467.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude était de développer un protocole de fabrication de nanocomposites à matrice d'alumine renforcée par des particules nanométriques (< 200 nm) de carbure de silicium utilisant des poudres commerciales et l'eau comme milieu de dispersion, ceci dans un but de faisabilité industrielle. Après la détermination des meilleures conditions de dispersion des poudres d'alumine et de carbure de silicium choisies, les mélanges ont été densifies par pressage à chaud afin d'obtenir des matériaux complètement denses. Malgré la température de frittage plus élevée utilisée pour les nanocomposites (1550°C au lieu de 1400°C), la taille moyenne des grains d'alumine se situant entre 0. 6 et 1. 5 µm est équivalente ou inférieure à celle des grains du matériau monolithique. L'étude des propriétés mécaniques a température ambiante de nanocomposites contenant entre 2. 5 et 25% en volume de SiC a permis de déterminer l'influence de la teneur en dispersoïdes à savoir une augmentation de la résistance en flexion (une valeur de 1 GPA a été obtenue pour le nanocomposite contentant 7. 5% en volume de SiC), une amélioration assez modeste de la ténacité, une légère diminution du module de Young ainsi qu'une faible augmentation de la dureté. L’étude comparative de la résistance au fluage de l'alumine et d'un nanocomposite contenant 5% en volume de SiC a montré que la vitesse de déformation du nanocomposite est 100 fois plus faible que celle de l'alumine pure. Un modèle de blocage du glissement aux joints de grains par les particules de SiC est proposé.
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Brunet, Pierre. "Fusion en creuset froid et pulvérisation de carbure de tungstène." Grenoble INPG, 1987. http://www.theses.fr/1987INPG0110.
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Ribes, Hervé. "Microstructure de composites aluminium-carbure de silicium après traitements thermomécaniques." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0084.
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Ce travail porte sur l'etude de composites a matrices aluminium (al-mg-si) renforcees par des particules de carbure de silicium qui ont ete utilisees soit brut de reception soit prealablement oxydees. Une investigation microstructurale detaillee (realisee en partie par microscopie electronique en transmission) a permis de preciser la nature de l'interface al/sic dans ces composites ainsi que l'evolution de la precipitation apres traitements thermiques. Nous avons montre que l'interface est souvent composee par differentes interphases dont la composition et le mode de formation sont presentes. Nous montrons alors que la nature de l'interface modifie les proprietes mecaniques et en particulier l'allongement a rupture. A partir de l'etude de la precipitation et d'essais de durete, nous montrons qu'il est necessaire d'optimiser les conditions de traitements thermiques dans les composites. Ainsi en modifiant les interfaces, en optimisant la composition de la matrice et les traitements thermiques dans les composites. Ainsi en modifiant les interfaces, en optimisant la composition de la matrice et les traitements thermiques il doit etre possible d'obtenir une nouvelle generation de composites
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Motte, Vianney. "Comportement de l’hélium implanté dans le carbure de bore B4C." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1229/document.
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Le carbure de bore B4C est une céramique couramment utilisée comme absorbant neutronique pour la régulation de la puissance des réacteurs nucléaires. Les réactions d’absorption neutronique, de type (n,α) sur l’isotope bore-10, conduisent à la production de grandes quantités d’hélium (jusqu’à 1022.cm-3). Il en résulte du gonflement induit par la formation de bulles hautement pressurisées, puis de la microfissuration. L’analyse de la littérature montre que les mécanismes de diffusion de l’hélium et les premières étapes de la formation des bulles sont mal connus. L’objectif de notre étude est d’étudier le comportement de l’hélium dans le carbure de bore, en réalisant une analyse paramétrique. Pour cela, des échantillons de B4C fritté à partir de différentes poudres ont été implantés en hélium dans des accélérateurs d’ions à différentes concentrations et températures, ce afin de simuler l’hélium produit en réacteur. Les analyses se sont ensuite principalement appuyées sur deux techniques de caractérisation : L’analyse par réactions nucléaires ou NRA (Nuclear Reaction Analysis) qui est une technique d’analyse par faisceau d’ions. La réaction 3He(d,4He)1H utilisée permet d’obtenir des profils d’hélium dans le matériau. La Microscope Electronique en Transmission (MET) qui permet d’observer les amas potentiels d’hélium dans le matériau. Nous avons tout d’abord mis en évidence l’influence de la concentration d’hélium implanté : plus elle est élevée, plus la densité d’amas dans la zone implantée est élevée ; puis celle de de la température d’implantation : plus cette dernière est élevée, plus la température seuil de germination des amas est élevée et leur densité réduite. Nous en avons déduit que ces différences étaient dues à l’influence de l’endommagement résiduel, plus faible à haute température. Des doubles implantations d’or et d’hélium ont confirmé que l’endommagement créé par les ions Au avait un effet significatif sur la germination des amas, en abaissant le seuil de température de leur apparition et en augmentant leur densité. Ensuite, nous avons mis en évidence le rôle des joints de grains qui se sont révélés être de véritables pièges pour hélium. Nous avons démontré que l’hélium ne diffuse pas dans ni à travers ces joints de grains jusqu’à des températures de l’ordre de 1200°C. Enfin, l’élargissement des profils d’hélium après traitements thermiques, dans la gamme de température 600-800°C, a permis de déterminer un coefficient de diffusion apparent de l’hélium dans le B4C, paramètre inconnu dans la littérature, ainsi qu’une énergie d’activation : D = D0.exp(-Ea/kT), avec D0 = 6,03x10- 3 x/ 2,5 cm2.s-1 et Ea = 2,03 ±0,18 eV. L’ensemble de ce travail a permis de mieux appréhender le comportement de l’hélium dans le carbure de bore qui sera utilisé dans les dispositifs de contrôle de la puissance et les protections neutroniques du réacteur ASTRID, projet français de réacteur à spectre neutronique rapide refroidi au sodium. Les résultats obtenus permettent ainsi de tirer des indications utiles à la conception des éléments absorbants neutroniques du réacteurBoron carbide B4C is a ceramic commonly used as a neutron absorber to control the power of nuclear power plants. The neutron absorption reactions, (n,α) type on the boron-10 isotope, lead to the production of large quantities of helium (up to 1022.cm-3). This results to swelling induced by the formation of highly pressurized bubbles, followed by microcracking. Analysis of the literature shows that helium diffusion mechanisms and the early stages of bubble formation are poorly understood. The goal of our work is to study the behaviour of helium in boron carbide, by carrying out a parametric analysis. For this purpose, samples of B4C, sintered from different powders, were implanted in helium with ion accelerators at different concentrations and temperatures, in order to simulate the helium produced in the reactor. The analyses were then mainly based on two characterization techniques: Nuclear Reaction Analysis (NRA), which is an ion beam analysis technique. The 3He(d,4He)1H reaction used allows obtaining helium profiles in the material. The Transmission Electron Microscope (TEM), which allows observation of potential helium clusters in the material. We first demonstrated the influence of the concentration of implanted helium: the higher it is, the higher the density of clusters in the implanted area; then the influence of the implantation temperature: the higher it is, the higher the threshold temperature for cluster nucleation and the lower the density. We have deduced that these differences were due to the influence of the residual damage, which is lower at high temperature. Dual gold and helium implantations confirmed that damage caused by Au ions had a significant effect on cluster nucleation, lowering the temperature threshold of their occurrence and increasing their density. Next, we have highlighted the role of grain boundaries which have proved to be very efficient traps for helium. We have demonstrated that helium does not diffuse into these grain boundaries at temperatures up to 1200°C. Finally, the broadening of the helium profiles after heat treatments, in the temperature range 600-800°C, allowed us to determine an apparent diffusion coefficient of helium in B4C, still unknown in the literature: D = D0.exp (-Ea/kT), with D0 = 6.03x10-3 x/ 2.5 cm2.s-1 and Ea = 2.03 ± 0.18 eV. This work allowed us to better understand the behaviour of helium in boron carbide, which will be used in power control devices and neutron protections for the ASTRID reactor, a French sodium fast-neutron reactor project. The results thus allow obtaining useful indications for the design of the neutron absorber elements of the reactor
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Calcinelli, Luca. "Ottimizzazione del trattamento termico di acciai inossidabili martensitici per stampi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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L’acciaio inossidabile martensitico AISI 420 viene impiegato per la realizzazione di stampi per la formatura di materie plastiche grazie alle sue elevate proprietà di resistenza all'usura e stabilità dimensionale. Esse sono funzione del trattamento termico che esso subisce e che può compromettere proprietà meccaniche e corrosive tipiche di questo acciaio. Il presente studio prende avvio proprio da queste considerazioni e dagli esiti di alcune failure analysis su stampi per bottiglie in PET, in cui sono state evidenziate rotture per fatica innescate da pitting corrosivo con propagazione intergranulare.
Nell’ambito della sperimentazione riportata si è cercato di ottimizzare il trattamento termico di bonifica in modo da massimizzare resistenza a corrosione, a fatica e resilienza pur garantendo una sufficiente stabilità dimensionale. A seguito di un approfondimento bibliografico, si è definita una microstruttura obiettivo caratterizzata dalla presenza di carburi M23C6 globulizzati ed uniformemente distribuiti nella matrice martensitica e si sono testate differenti condizioni di trattamento termico.
L'esito della sperimentazione, che si è avvalsa di tecniche di microscopia ottica ed elettronica, ha indicato come trattamento ottimale quello costituito da una austenitizzazione di 30 minuti a 1020°C seguito da una tempra in azoto a 10 bar ed un ciclo di tre rinvenimenti a 250°C. La ridotta temperatura di austenitizzazione ha permesso la limitazione dei tenori di austenite residua mentre elevata velocità di raffreddamento impiegata e ridotte temperature di rinvenimento hanno permesso di evitare la precipitazione di carburi fini infragilenti e causa di sensibilizzazione.
Sono state inoltre eseguite numerose analisi che hanno permesso di accertare una certa variabilità microstrutturale del materiale allo stato di fornitura evidenziando come la microstruttura di quest'ultimo sia fondamentale per ottenere l'esito desiderato dal trattamento termico.
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Mathis, Frédéric. "Etude de la codéposition électrolytique du nickel et de particules de carbure de silicium. Propriétés physico-chimiques des codépôts de nickel et carbure de silicium." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT047G.
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La codeposition electrolytique du nickel et de particules de carbure de silicium permet l'elaboration de depot composite par voie electrochimique. Le carbure de silicium, isolant, est incorpore dans le depot de nickel sous l'influence de facteurs mecaniques lies a l'agitation du bain electrolytique. La realisation de tels depots permet de resoudre les problemes d'usure segment-chemise rencontres dans les moteurs a explosion. L'etude realisee a permis de definir, a partir de plans d'experience, le codepot ideal presentant la meilleure tenue en frottement segment-chemise et les parametres de codeposition de depots approchant au mieux ce codepot ideal. Les essais tribologiques montrent que l'usure est etroitement liee aux taux de particules incluses et a la granulometrie de la poudre de carbure de silicium. La meilleure tenue a l'usure est obtenue pour une fraction volumique de 0. 20 en carbure de silicium de granulometrie inferieure a 0,5 micron. Cependant, le comportement tribologique est egalement lie a l'etat de surface, les fortes rugosites provoquent une usure plus severe. L'utilisation de courant pulse permet de diminuer la rugosite des codepots et, en consequence, d'utiliser des codepots de plus faible epaisseur. Des gains importants en usure et en frottement ont ete obtenus avec des codepots de faible epaisseur, non usine et ne contenant que des particules de taille inferieure a 0,5 micron
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Majoulet, Olivier. "Elaboration de céramiques poreuses ordonnées à base de carbure de silicium." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00869142.
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Les céramiques de type non-oxyde à base de silicium ont été très largement étudiées en raison deleurs incroyables propriétés thermostructurales généralement très supérieures à celles desmatériaux conventionnels. En particulier, les carbonitrures de bore et de silicium (SiBCN)proposent une grande fiabilité mécanique et sont stables jusqu'à des températures de l'ordre de2200 °C en raison de la faible mobilité atomique de leurs structures. Le développement de la voie" polymères précéramiques " s'est avéré primordial pour la réalisation de céramiques techniquesaux propriétés contrôlées. Au travers de la thermolyse des polymères, une large gamme decéramiques peut être obtenue à partir de précurseurs moléculaires en contrôlant à la fois lastructure de l'unité monomérique et le degré de polymérisation, mais aussi la procédure dethermolyse. La thermolyse directe des polymères est compatible avec plusieurs types detechniques de mise en forme et offre la possibilité de réaliser des structures et des objets deformes complexes. Le nanomoulage à partir d'un moule poreux et le co-assemblage d'unpolymère précéramique et d'un bloc copolymère sont deux voies largement empruntées pour laproduction de céramiques poreuses ordonnées. Ce manuscrit présente une étude sur l'élaborationde céramiques de type SiBCN mésoporeuses ordonnées selon la méthode du nanomoulage. Lamise en forme de ces poudres céramiques par frittage flash conduit alors à la fabrication demonolithes à porosité hiérarchisée. Une deuxième partie envisage également l'utilisation d'uncopolymère tribloc comme agent structurant pour la synthèse de matériaux mésoporeux ordonnésde type carbure de silicium.
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Oudghiri-Hassani, Hicham. "Réactivité de la surface de carbure de molybdène ß-Mo¦2C." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0016/MQ49115.pdf.
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Derré, Alain. "Dépôt chimique en phase gazeuse de carbure de titane sur acier." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37613064j.
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Hin, Céline. "Cinétique de précipitation hétérogène du carbure de niobium dans la ferrite /." [Gif-sur-Yvette] : [CEA Saclay, Direction des systèmes d'information], 2006. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb409639265.
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Thèse de doctorat--Sciences et génie des matériaux--Grenoble--Institut national polytechnique, 2005.La couv. porte en plus : "Direction de l'énergie nucléaire" Notes bibliogr. Résumé en français et en anglais.
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Serre, Aurélie. "Développement du procédé de densification rapide appliqué au carbure de silicium." Thesis, Orléans, 2013. http://www.theses.fr/2013ORLE2004/document.
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Les procédés d’élaboration de Composites à Matrice Céramique (CMC) utilisés aujourd’hui à l’échelle industrielle sont longs et par conséquent coûteux. Dans ce contexte, le procédé de densification rapide ou procédé de caléfaction, jusque-là essentiellement connu pour l’élaboration de carbone, permettant de réduire considérablement les durées d’élaboration, apparaît intéressant. Cette étude est axée sur le développement du procédé de caléfaction dans le but d’élaborer des carbures, matériaux connus pour leurs bonnes propriétés à haute température, et plus particulièrement du carbure de silicium (SiC). Dans cet objectif, un équipement de laboratoire, le mini-kalamazoo, a été mis au point, adapté et instrumenté de manière à répondre aux besoins de l’étude. Les premiers essais ont été réalisés au moyen de méthyltrichlorosilane (MTS), précurseur largement connu pour la CVD/CVI du SiC. Les analyses des dépôts formés ont montré la présence de SiC mais aussi celle de carbone. Dans quelques cas spécifiques, du SiC pur peut être formé localement en début de caléfaction. Mis à part ces conditions particulières, l’utilisation de MTS pur en tant que précurseur conduit à la présence inéluctable de carbone libre dans le dépôt de SiC. Plusieurs voies d’amélioration ont alors été proposées et testées pour pallier cet excès de carbone. Certaines d’entre elles se sont avérées efficaces et prometteuses, en particulier, l’utilisation d’un mélange de MTS et d’un précurseur de silicium non carboné et l’utilisation de précurseurs de SiC non chlorés, le CVD 4000 et l’hexaméthyldisilane. Les vitesses de croissance de dépôt sont largement supérieures avec le procédé de caléfaction qu’avec les moyens d’élaboration aujourd’hui employés. L’ensemble des résultats obtenus valide l’intérêt de la caléfaction en tant que procédé d’élaboration du SiC et de nouveaux matériaux de type carbureThe current Ceramic Matrix Composites (CMC) manufacturing processes used at the industrial scale are slow and consequently expensive. In light of this, the fast densification process, also called the film-boiling process, essentially known to produce carbon deposit up to now, reduces significantly the processing time which seems to be promising. This study was focused on the film-boiling process development in order to manufacture carbides which are materials with good properties at high temperature, and especially to synthetize silicon carbide (SiC). In this aim, a laboratory-made equipment was developed, set-up and adapted to the needs of our study. The first tests were done with the methyltrichlorosilane (MTS), precursor widely used for SiC CVD/CVI. Characterizations of the deposits showed the formation of SiC but also the occurrence of carbon. Pure SiC can be locally obtained at the beginning of the film-boiling process in some specific experimental conditions. For most of the experiments, the use of pure MTS as precursor leads inevitably to the formation of free carbon in the SiC deposit. Several improvement routes were proposed and tested to remove this carbon excess. Some of the efficient and promising routes have consisted in the use of MTS mixed with a silicon precursor free of carbon and the use of two non-chlorinated SiC precursors, CVD 4000 liquid precursor and hexamethyldisilane. The deposit growth rates were significantly superior with the film-boiling process compared to the classical processes. All the data show that the film-boiling process is promising for the manufacturing of SiC and new carbide materials
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Ridene, Mohamed. "Propriétés Structurales et Électroniques du Graphène Épitaxié sur Carbure de Silicium." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112232.
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La synthèse du graphène par traitement thermique d’un substrat de carbure de silicium (SiC) est une technique prometteuse pour l’intégration de ce nouveau matériau dans l’industrie, notamment dans les dispositifs électroniques. L’avantage de cette méthode réside dans la croissance de films minces de graphène de taille macroscopique directement sur substrat isolant. Toutefois, avant d’intégrer ce matériau, il convient d’en contrôler la synthèse et d’en moduler les propriétés. Dans ce travail de thèse, nous étudions les propriétés structurales et électroniques du graphène obtenu par la graphitisation des polytypes 3C-, 4H- et 6H-SiC. A partir de diverses méthodes de caractérisation, telles que la diffraction des électrons lents (LEED) ou la microscopie et spectroscopie à effet tunnel (STM/STS), nous avons vérifié, dans un premier temps, que le caractère discontinu du graphène sur les bords de marches peut introduire un confinement latéral supplémentaire des électrons dans le graphène. Dans un second temps, l’observation des singularités de Van Hove nous a permis de démontrer l’effet de confinement unidimensionnel dans les régions d’accumulations de marches du SiC. Enfin, l’introduction de désordre dans nos couches de graphène induit une réduction de la densité de porteurs de charges dans les couches. De même, ce désordre conduit à une transition de phase quantique entre le régime localisé et le régime d’effet Hall quantiqueThe synthesis of graphene by thermal decomposition of silicon carbide (SiC) is a promising technique for the integration of this new material in the industry, especially in electronic devices. The advantage of this method lies in the growth of macroscopic graphene films directly on an insulator substrate. However, before using this material in electronic devices, it is advisable to control its synthesis and modulate its properties. In this thesis, we present the structural and electronic properties of graphene obtained by graphitization of 3C- , 4H - and 6H- SiC polytypes. Various characterization methods were used, including low energy electron diffraction (LEED) and microscopy and scanning tunneling spectroscopy (STM / STS). Based on STM / STS measurements, we show that the discontinuity of epitaxial graphene at the step edges may introduce an additional lateral confinement of electrons in graphene. The observation of Van Hove singularities in the STS spectra confirmed the one dimensional confinement of graphene in step bunching regions of SiC.Finally, we show that when disorder is introduced on our graphene samples, the charge carrier density is reduced. This disorder lead to the observation of a quantum phase transition from a localized regime to a quantum Hall effect regime
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Nardin, Thibaud. "Elaboration de carbure de silicium poreux et mésoporeux par voie moléculaire." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS120/document.
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Grâce à ses excellentes propriétés de résistance et de conductivité thermique ainsi qu'à sa stabilité mécanique et chimique à température ambiante et à haute température, le carbure de silicium (SiC) est un matériau de choix pour le gainage du combustible nucléaire ou les supports de catalyseurs. Cependant, une grande surface spécifique est souvent requise pour ce type d'applications. Cette étude propose deux approches de synthèse :(1) L'approche « Soft Templating ». La porosité et la structure des matériaux finaux sont définies par l'auto-assemblage supramoléculaire d'un agent de structure (SDA) dans un précurseur moléculaire de SiC. Des organogélateurs à faible masse moléculaire et un copolymère tri-bloc commercial sont considérés pour la synthèse de SiC méso-poreux.(2) L'approche « Hard Templating ». Des céramiques SiC sont synthétisées par nanomoulage de silices méso-poreuses par des polymères précéramiques. Ce procédé conserve la nanostructure du template solide et conduit à des SiC méso-poreux à forte surface spécifique.L'approche hard templating permet une bonne réplication du template solide mais la difficulté de cette méthode provient de l'étape d'élimination de ce même template. L'approche soft templating ne présente pas ce désavantage et peut, suivant le SDA utilisé, mener à des céramiques poreuses possédant des structures beaucoup plus variées. La complexité de cette approche réside dans l'étape de réplication du templateDue to its excellent thermal resistance, mechanical and chemical stability both at room and elevated temperature, silicon carbide (SiC) is an attractive material for nuclear fuel cladding or catalyst substrates. Pore size control and high porosity are the key factors for such applications. Two approaches are studied during this PhD thesis:(1) The Soft Templating Approach. The porosity and the structure of the final materials are defined by the supramolecular self-assembly of a structure directing agent (SDA) into a molecular SiC precursor. Low molecular-mass organic gelators and a commercial tri-block copolymer are considered as SDA for the synthesis of mesoporous SiC materials.(2) The Hard Templating Approach. SiC materials are synthesized by preceramic polymer nanocasting into mesoporous silica. This process preserves the nanoscale structure of the solid template and leads to mesostructured SiC materials with a high specific surface area.The hard templating approach allows a good replication of the solid template but the difficulty of this method lies in the elimination step of this template. Meanwhile, soft templating approach does not have this drawback and may lead to porous ceramics with more varied structures depending on the SDA used. The complexity of this approach is the template replication step
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Garcia, Julien. "Préparation de carbure de silicium poreux à partir de précurseurs moléculaires." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20003.
Full textAbstract:
Les résultats présentés dans ce manuscrit décrivent la préparation de carbure de silicium (SiC) poreux à partir de précurseurs moléculaires. Dans un premier temps, des polymères de type polysilane et polycarbosilane ont été obtenus par polymérisation de précurseurs moléculaires ciblés TSCH et TCDSCB et conduisent par pyrolyse sous atmosphère inerte au SiC. Dans un second temps, la fonctionnalisation du polysilane a été explorée. Les études ont montré que le Cp2Ti(OPh)2 est un catalyseur efficace dans l'obtention en one-pot d'un polysilane fonctionnalisé à partir des précurseurs moléculaires par réaction concomitante d'hydrosilylation et de déshydrocondensation. Enfin, des SiC à porosité contrôlée ont été préparés en utilisant une silice commerciale comme agent structurantThe preparation of Porous Silicon Carbide (SiC) from molecular precursors is described in this work. Firstly, polysilane and polycarbosilane were synthesised from targeted molecular precursors TSCH and TCDSCB. The pyrolysis of these polymers under inert conditions gave the SiC. Secondly, the preparation of functional polysilane was explored. It was shown that Cp2Ti(OPh)2 was a suitable catalyst for the preparation of such functional polysilane in a one-pot process. Finally, macroporous SiC were prepared from hard templating method by using a commercial silica
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Tariolle, Sandrine. "Carbure de bore monolithique poreux et composites lamellaires : élaboration, propriétés, renforcement." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSE0002.
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Les céramiques présentent des propriétés remarquables mais leur faible ténacité limite leur plus large utilisation. L'objectif de cette thèse est d'obtenir un renforcement par déviation de fissure dans des composites en carbure de bore par le contrôle des macrostructures et des microstructures. Ce type d'architecture du matériau carbure de bore n'avait jamais encore été abordé. Différents composites possédant soit des intercouches poreuses obtenues par ajout d'agent porogène pyrolysable, soit des intercouches faibles peu frittées réalisées en absence d'ajout de frittage, soit des intercouches faibles réalisées avec un mélange de carbure de bore et de nitrure de bore, soit des interfaces faibles en graphite ou nitrure de bore ont été obtenus. Un renforcement a été observé dans la plupart des composites. Une analyse de modèles énergétiques de déviations de fissure a été réaliséeCeramics have outstanding properties but their low toughness limits their use. The aim of this thesis is to obtain reinforcement by crack deflection in boron carbide composites by controlling macrostructure and microstructure. This structure has never been studied before in boron carbide materials. Different composites with either porous interlayers obtained by pore forming agent, or weak interlayers obtained with no sintering aid, or weak interlayers obtained by a mixture of boron carbide and boron nitride, or weak interfaces in graphite or boron nitride have been realized. Reinforcement was observed in most of these composites. Energetic models of crack deflection were studied
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Derré, Alain. "Dépôt chimique en phase gazeuse de carbure de titane sur acier." Perpignan, 1988. http://www.theses.fr/1988PERP0058.
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Hin, Céline. "Cinétique de précipitation hétérogène du carbure de niobium dans la ferrite." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0170.
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Ce travail a pour objet de modéliser la précipitation hétérogène du NbC dans la ferrite par simulations Monte Carlo cinétiques. Ces simulations décrivent l'évolution d'un alliage Fe-Nb-C sur un réseau rigide cubique centré par des mécanismes lacunaires et interstitiels en présence de défauts de microstructure tels que des joints de grains ou des dislocations. Ceci est réalisé grâce à une description atomistique par les fréquences de saut des atomes. L'ajustement des paramètres du modèle reproduit les diagrammes de phases et les coefficients de diffusion. Nous avons ainsi mis en évidence le rôle fondamental des mécanismes de ségrégation, et des interactions entre la dislocation et les atomes du soluté, à la fois sur les compétitions entre la précipitation homogène et hétérogène, et sur les morphologies des précipités. Pour valider ces résultats obtenus par simulations Monte Carlo, nous avons également développé des modèles analytiques qui ont permis de généraliser certains résultats et notamment un modèle de germination hétérogènes des précipités aux dislocationsWe study the heterogeneous precipitation on dislocations and on grain boundaries of niobium carbide in the ferrite by Kinetic Monte Carlo simulations. This simulations describe the evolution of the Fe-Nb-C alloy on the center cubic rigid lattice by vacancy and interstitial mechanisms. This is realized with an atomistic description of the atoms jumps and their related frequencies. The model parameters are fitted with phase diagrams and diffusion coefficients. We have highlighted the fundamental role of the segregation mechanisrns, and the dislocation-solute atoms interactions, either on the competition between homogeneous and heterogeneous precipitation or on the morphology of the precipitate. To validate the Monte Carlo simulations, we developed various analytical models and particularly an heterogeneous nucleation model for precipiates on dislocations
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Lussien, Jérôme. "Etude des mécanismes d'ablation de matériaux composites graphite-carbure métallique réfractaire." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066330.
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