Academic literature on the topic 'Fer silicium alliage'

Des revêtements fer-silicium-carbone ont été réalisés par deux techniques différentes (projection d'alliages fondus et pulvérisation cathodique), sur des substrats de fer, fonte et verre et pour des teneurs variables en silicium et carbone. L'analyse structurale par diffraction de rayons X (en mode thêta/2 thêta et en incidence rasante) et par réflectométrie et l'emploi de fentes de Sollers ont conduit à une caractérisation détaillée et précise des revêtements (épaisseur texture, présence des différentes phases). L'étude des propriétés électrochimiques reposant sur la mesure du potentiel de corrosion et la résistance à la polarisation et sur la détermination de courbes de polarisation complètes a permis de se faire une représentation de l'ensemble des processus électrochimiques. Les résultats obtenus conduisent à une meilleure compréhension de l'influence du substrat et de celle de la composition et de l'épaisseur des revêtements considérés, sur leurs propriétés structurales et électrochimiques qui, dans certains cas, s'avèrent être très différentes des propriétés du matériau massif

Combiner, dans une meme piece, les proprietes mecaniques des metaux ferreux a la legerete des alliages d'aluminium est tres interessant pour des applications automobiles. Dans ce cas, l'interface subira d'importantes contraintes, il devient alors necessaire de creer une liaison metallurgique entre les deux metaux. Ce travail traite donc de l'etude et de la realisation de ce type de piece par moulage en coquille par gravite. Apres un etat de l'art sur le sujet, l'etude de la reactivite chimique a ete effectuee afin de determiner le mecanisme et la cinetique de l'assemblage entre un substrat ferreux solide et un alliage aluminium-silicium liquide. Trois types d'experiences ont ete realisees. 1) les etudes de mouillages ont permis de definir les conditions favorables a l'initiation de l'interaction. 2) des couples semi-infinis ont ete utilises pour comprendre la reactivite du fer pur, d'un acier bas carbone et d'une fonte a graphite spheroidal sur des alliages d'aluminium ; ceci en faisant varier separement trois parametres : la teneur en si du metal liquide, le temps et la temperature de reaction. 3) l'etude cinetique est realisee par aluminiage au trempe (un alliage de fonderie tres courant est utilise: l'as7go, 3sb contenant 7% massique de si, 0,3% en masse de mg et 0,15% en poids de sb comme affinent). De petites plaquettes de metal ferreux sont immergees dans l'alliage fondu puis trempees a l'eau en moins de 1s. Quatre parametres d'immersion sont modules separement : la temperature de l'interaction, la duree de l'aluminiage, la teneur en fer du bain et l'agitation du metal liquide. Les resultats de ces etudes menees sur interfaces modeles ont permis de definir les conditions adequates a l'etablissement de la meilleure liaison metallurgique continue entre une matrice en as7go,3sb et une fonte gs. Une piece bimetallique a ete fabriquee avec succes par fonderie coquille gravite.

La technique de solidification rapide par le procede de l'ecoulement planaire permet d'elaborer, a l'air, des rubans fer silicium avec exces en silicium, pratiquement impossibles a obtenir par des moyens traditionnels de mise en forme. On discute de l'influence de nombreux parametres experimentaux de la coulee sur la qualite et la geometrie des rubans. La grande flexibilite et la tenue mecanique des rubans, en font un produit pouvant convenir a des applications technologiques. Une faible quantite d'elements metalloides, une maitrise rigoureuse de la recristallisation, en permettant le developpement de la taille des grains et de la texture optimale, conferent a ces rubans, a cinquante hertz, des proprietes magnetiques nettement superieures a celles de toles a grains non orientes (pertes trois fois plus faibles) et qui sont, compte tenu des differences d'epaisseurs, proches des performances des toles a grains orientes. L'incidence de l'ordre atomique sur les proprietes magnetiques a ete etudiee. Ce phenomene est considere a la lumiere d'observations par microscopie electronique de l'evolution de la microstructure et de l'interaction entre les parois de domaines magnetiques et les parois d'antiphase

La degradation des caracteristiques magnetiques d'alliages fe-3% si, orientes et non orientes, avec les deformations plastiques, est mise en evidence a l'aide d'un dispositif experimental adapte aux eprouvettes de traction. La degradation la plus importante survient entre 0 et 5% de deformation, du fait de l'existence du palier de luders. Une analyse par diffraction des rayons x montre la preponderance des micro-deformations residuelles devant les contraintes internes a grande echelle. Ce resultat est confirme par des mesures complementaires d'ecrouissage isotrope et cinematique, puis par une etude microscopique du couplage magnetoelastique. Cette derniere met en evidence le role joue par les differentes configurations des dislocations sur la structure en domaines magnetiques. L'apparition soudaine de domaines transverses autour de 5% de deformation semble etre responsable de la stagnation des degradations magnetiques. L'application de ces resultats a la mise en forme de toles de stators et rotors conduit, par l'intermediaire de mesures de microdurete vickers, a l'obtention de cartes tridimensionnelles reliant les caracteristiques magnetiques a la distance au bord de decoupe. Ceci permet l'amelioration de la modelisation par elements finis des machines electriques, en particulier la prevision des pertes de puissance

Cette thèse porte sur l'étude des propriétés structurales, mécaniques et magnétiques de tôles FeSi et FeSiAl soumises à des traitements thermiques conventionnels et des traitements thermochimiques de nitruration. La surface des échantillons nitrures révèle la présence d'une couche biphasée de nitrures de fer. Une microstructure en aiguilles, accompagnée d'une évolution de la taille des grains est également observée à l'intérieur de la matrice des échantillons nitrurés en lit fluidisé. Cette morphologie est fonction de la température, du temps de nitruration et du débit de gaz. Une analyse fine de la composition des couches de combinaison et de diffusion révèle la présence de fer et d'oxydes de fer en extrême surface. Par ailleurs, les mesures mécaniques locales montrent comment la microdureté évolue avec les paramètres de nitruration. Des mesures magnétiques (aimantation, cycle d'hystérésis) sur des échantillons nitrurés ont montré une augmentation du champ coercitif et des pertes par hystérésis en relation avec la présence des couches de nitrures de fer en surface. Ces couches de nitrures présentent des propriétés magnétiques semi-dures qui pourraient être exploitables en technologie de l'électrotechnique.

Depuis 1988, l'alliage ferromagnétique de composition Fe 7 3, 5Cu 1Nb 3Si 1 3 , 5b 9 (Finemet) est étudié pour ces propriétés magnétiques douces remarquables, combinant les avantages des amorphes à base de fer et ceux des amorphes à base de cobalt. Ces propriétés sont reliées à l'état nanocristallin, constitué de nanograins magnétiques de -Fe(Si) dispersés dans une matrice amorphe magnétique. Pour obtenir cette nanostructure, nous avons utilisé, pour la première fois sur des alliages Fe-(Cu)-Si-B-(Nb, Zr, Mo) bruts de trempe, un traitement thermochimique de nitruration. Ce traitement nécessite un temps de recuit plus élevé par rapport à celui utilisé habituellement pour un traitement thermique conventionnel. Cette étude montre qu'une structure nanocristalline peut être obtenue après TTN (520°C, 6 h), dans les échantillons contenant un élément inhibiteur (Nb, Zr, Mo). La nature de l'élément influence la taille de grains, la teneur en silicium dans -Fe(Si) et la fraction cristallisée. L'étude magnétique a permis de corréler l'obtention de bonnes propriétés magnétiques douces avec la structure nanocristalline. L'étude des échantillons nanocristallisés par TTN (520,6), montre une pénétration partielle de l'azote ; ceci est expliqué par la présence d'une phase amorphe résiduelle qui ralentit la diffusion de l'azote. Dans les zones nitrurées, nous avons détecté la formation de fer pur. La formation de la phase -Fe lors du processus de nitruration est expliquée par la bonne affinité du silicium avec l'azote, conduisant à l'apparition probable de la phase Si 3N 4. Ceci entraîne une augmentation de la température de Curie de la fraction cristalline. La nitruration conduit également à une diminution de la magnétostriction, en accord avec une fraction cristalline plus importante et entraîne une augmentation de H C du fait de la présence de Fe 4N. Nous avons proposé un mécanisme de nitruration dans ces échantillons et montré l'influence de la nitruration sur les propriétés magnétiques douces.

La realisation d'un dispositif de solidification rapide sous atmosphere controlee permet l'elaboration de rubans fer-silicium avec un exces de silicium (6,5% masse) dont l'etat de surface est ameliore par rapport a celui de rubans trempes a l'air. Un bon controle de parametres de coulee conduit a l'elaboration de rubans de qualite et geometrie correctes et reproductibles. Les proprietes magnetiques a faible frequence (0-50 hz), placent ces alliages a un niveau legerement inferieur a celui des alliages industriels a grains orientes, mais nettement au-dessus des alliages a grains non orientes qui ont une texture voisine de celles des rubans. La chute des proprietes quand la frequence augmente n'est pas observee sur les rubans, conferant a ceux-ci des proprietes a 400 hz meilleures que celles des alliages industriels a grains orientes ou non. Pour un large domaine d'induction, des equations parametriques simples peuvent representer les courbes d'aimantation experimentales. L'etude de la decomposition en serie de fourier met en evidence divers aspects physiques qui influencent l'allure de ces courbes (mecanismes d'aimantation, courants induits)

La mécanosynthèse, découverte dans les années 70, est un procédé prometteur dans le domaine d'élaboration des phases hors équilibre présentant des propriétés physiques intéressantes dans différents domaines d'applications manocomposites, nanocéramiques, superalliages, phases hautes températures, phases amorphes, solutions solides sursaturées etc. Cependant, il existe des lacunes considérables dans les connaissances de base relatives à ce procédé. Pour cela des modélisations numériques du processus de mécanosynthèse dans des broyeurs planétaires et horizontaux ont été effectuées. Par ailleurs, l'amorphisation du système Fe - Si (cote riche en Fe) et l'augmentation de la concentration Si dans le Fe ont fait l'objet de nombreuses études motivées par les bonnes caractéristiques magnétiques de ce matériau. Se fondant sur son apport considérable dans le domaine de formation de phases amorphes et de solutions solides sursaturées, nous avons utilisé la mécanosynthèse pour l'élaboration d'alliages Fe - Si. Différentes études de diffractions des rayons x, de microscopie électronique en transmission (MET) et à balayage (MEB), de calorimétrie différentielle à balayage (CDB) de spectroscopie Mossbauer et de caractérisation magnétique ont été effectuées. Le chapitre 1 est une étude bibliographique des différentes applications de la mécanosynthèse suivie d'une analyse des différentes approches de mécanisme de transformations de phase sous tel type de sollication. La seconde partie du chapitre 1 porte sur les intérêts des alliages Fe - Si (cote riche Fe) dans le domaine magnétique suivie d'une analyse des différents travaux portant sur les transitions de phases induites par mécanosynthèse dans ce système. Le chapitre 2 est consacré à l'étude des paramètres physiques pilotant les transformations de phases par mécanosynthèse. Le chapitre 3 traite les transformations de phases induites par mécanosynthèse dans les alliages Fe - Si (cote riche fer). Les résultats expérimentaux montrent l'obtention d'une phase amorphe et d'une solution solide sursaturée du Si dans le Fe jusqu'à 37. 5% At. Si. Pour les teneurs en Si inférieures à 15% At. Le désordre chimique dans la solution solide A2 se fait d'une façon aléatoire suivant une loi binomiale dans une structure de coordinence 8. Pour les concentrations supérieures, l'état désordonné se présente sous forme de combinaison de plusieurs états de coordinence allant de 8 à 14. Les poudres synthétisées sont magnétiquement dures (coercitivité de l'ordre de 17 K A/M)

Depuis leur fabrication jusqu'a leur utilisation dans des dispositifs électrotechniques, les tôles ferromagnétiques sont soumises a de nombreuses déformations élastiques et plastiques. Le présent travail porte sur l'étude des phénomènes magnetomecaniques des matériaux les plus utilises dans le génie électrique, les tôles fer silicium a grains non orientes. Un dispositif expérimental a été mis au point et permet la caractérisation magnétique des matériaux sous sollicitation mécanique. Ainsi, le matériau est soumis a une contrainte homogène de traction élastique, appliquée dans sa direction de laminage. Parallèlement, un dispositif d'excitation magnétique bi axial impose, dans la tôle, une induction de direction fixe par rapport a l'axe de la contrainte, mais réglable, a discrétion, par le manipulateur. Une méthode numérique de contrôle asservit l'induction a une forme d'onde sinusoidale. Un réseau de caractéristiques magnétiques a donc pu être obtenu, pour différentes directions d'induction, comprises entre 0 et 90 par rapport a l'axe de laminage, et pour plusieurs valeurs de contrainte de traction appliquée. La variété des évolutions observées, en fonction de l'angle entre l'induction dans la tôle et la contrainte, trouvera un début d'explication dans la tentative d'analyse d'un comportement microscopique très complexe. L'intégration de la contrainte au modèle de pertes magnétiques développe par g. Bertotti sera, par ailleurs, étudie.