Activités scientifiques

Groupe "Métallurgie et Matériaux Fonctionnels"

L’ensemble de nos thématiques de recherche comprennent :  la Simulation numérique des microstructures et des propriétés, la Métallurgie des poudres, l’Étude et mécanismes du frittage, l‘Élaboration de matériaux structuraux et fonctionnels massifs et en couches minces à propriétés adaptatives, la Synthèse et caractérisation de zones interfaciales, l’Assemblage de matériaux métalliques en phases solide et liquide, de Nouveaux composés ternaires TR-M-X (TR = Terre-Rare, M = Métal de transition, X = métal p ou magnésium), le Stockage de l’hydrogène, hydrogénation, hydrures métalliques, l’Étude à l’échelle des phases de la genèse et des évolutions microstructurales dans les alliages métalliques, l’Étude du lien entre les paramètres microstructuraux et les propriétés thermoélectriques, l’Effet magnétocalorique, réfrigération magnétique, la Stabilité thermique des microstructures ultra-fines.

Nos activités scientifiques en découlant :

Particule d'oxyde de cuivre
Particule d’oxyde de cuivre recouverte de nanofibres de CuO sur une fibre de carbone micrométrique / Oxide copper particles cover by CuO nanofibres sitting on top of a carbon micrometric fiber

Conception de matériaux composites à matrice inorganiques : Effets de la taille (nanométrique vers micrométrique), de la forme (fibre et particule), des propriétés (physiques et mécaniques) et des procédés d’élaboration sur les propriétés macroscopiques des matériaux composites à matrices métalliques et céramiques.

Développement de techniques innovantes de frittage flash et compréhension des mécanismes mis en jeu :Rôle du paramètre « champ appliqué » (électrique (SPS) et microonde) sur les mécanismes de frittage de matériaux métalliques et composites à matrices métalliques et céramiques.

Nouveaux composés ternaires TR-M-X (TR = Terre-Rare, M = Métal de transition, X = métal p ou magnésium) : Synthèse et caractérisation physico-chimique de composés ternaires originaux. Domaines visés : Energie (effet magnétocalorique, stockage de l’hydrogène,…), matériaux de structure, …

Fusion d’intermétallique dans un four à haute fréquence / Fusion of intermetallics in a high frequency furnace

Stockage de l’hydrogène, hydrogénation, hydrures métalliques : Amélioration des propriétés de sorption du magnésium et des phases BCC. Modification des propriétés physiques (structure, magnétisme, supraconductivité, transport, …) par insertion d’hydrogène dans des intermétalliques à base de terre-rares.

Rôle et optimisation des interfaces-interphases dans les matériaux composites : (i) Effet des procédés d’élaboration sur la chimie-microstructure des interphases et (ii) effet de la chimie-microstructure des interphases sur les propriétés macroscopiques finales.

 

Approche de développement de matériaux innovants / Approach to develop innovative materials :

Formation d’eutectique nanométrique par solidification rapide d’un alliage à base de cuivre (Cu-Mg) conférant à ce très bon conducteur électrique une haute limite d’élasticité / formation of nano-eutectic in Cu-Mg system from melt-spinning. The resulting material exhibits a remarkable balance between electrical conductivity and strength.

Mécanismes de formation des microstructures dans les alliages métalliques : Les propriétés structurales et/ou fonctionnels des matériaux dépendent des paramètres micro/nanostructuraux (taille des phases, composition, dispersion, topologie et morphologie 3D). Ils résultent de processus de transformation de phases à l’état solide qui dépendent d’effets complexes et couplés liés à la thermodynamique du système ainsi qu’aux champs thermiques, de composition et mécaniques. La compréhension des mécanismes mis en jeu est abordée par une double approche expérimentale et de modélisation à l’échelle des phases. Cette étape permet d’identifier les paramètres pertinents qui contrôlent l’établissement de l’architecture des microstructures et leurs évolutions.

Effet magnétocalorique, réfrigération magnétique : Nouvelles phases à forte densité magnétique (à base de terre-rares et d’éléments de transition) ayant une transition ferromagnétique proche de la température ambiante.