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Shape and chemical anisotropic particles in low dielectric constant media

Butterworth, Sean January 2013 (has links)
Electrophoretic displays (EDPs) are an attractive low power technology for small to large area displays. Such display technology has seen a surge of research interest with the launch of successful e-readers in the market place, owing to their lower power consumption and paper-like quality. This work aims to look at the influence of shape on the electrophoretic mobility of particles for such devices. Crosslinked poly(methyl methacrylate) (PMMA) precursor particles with a narrow size distribution were produced by non aqueous dispersion polymerisation utilising a pump-feed method. To produce shape anisotropic particles an adapted version of the dynamic swelling method for polar media was chosen. Suitable monomers were screened by the use of Hansen solubility theory to find monomers which interact with PMMA but not the solvent. It was found that 2- hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and N-hydroxyethyl acrylamide (HEAm) were two such suitable monomers, methyl methacrylate (MMA) was also used as a control series.It was found that cluster-like particle morphologies could be produced by the MMA system by the inclusion of small quantities of crosslinking monomer. This was due to precipitation of higher molecular weight polymer segments to the seed particle surface. The cluster-like morphology could be enhanced by use of a polar crosslinking monomer and by sequential reactions. For the polar system, it was found that the reactions with pure monomer were unclean, due to the solubility mismatch of the monomer and the solvent system. This was overcome by a copolymerisation with MMA. The system showed different particle morphologies could be produced by varying the polar monomer content. In one case a sample of pure dumbbell-like particles could be produced. These dumbbell-like particles are thought to be chemical as well as shape anisotropic owing to monomer composition. EPD evaluation for the particles was undertaken and showed that all particles can become highly charged in low dielectric constant media, but that the shape anisotropic particles are prone to adsorption to the cell walls and electrodes.The work outlined in this thesis shows the first reporting of shape anisotropic polymeric particles produced in low dielectric constant solvents system.
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Evaluation par nanoindentation des propriétés mécaniques locales d’alliages de titane superélastiques et à mémoire de forme / Evaluation by nanoindentation of the local mechanical properties in superelastic and shape memory titanium alloys

Fizanne, Cécile 07 November 2014 (has links)
Le titane, comme ses alliages, présente des caractéristiques remarquables qui peuvent être modulées du fait des nombreuses microstructures qu’il est possible d’obtenir. Grâce à cette grande variété, le titane et ses alliages possèdent un grand nombre de propriétés. Parmi les plus intéressantes, on peut citer leur résistance à la corrosion, leur biocompatibilité, mais aussi leurs excellentes propriétés mécaniques (résistance, ductilité, ténacité, fluage…). Pour toutes ces raisons, l’attrait pour les alliages de titane n’a cessé de croître dans de nombreux secteurs. En effet ils sont maintenant largement utilisés dans les industries aéronautique et chimique, mais aussi l’architecture, le naval, l’industrie automobile, le sport ou encore la médecine. La nanoindentation est utilisée couramment de nos jours pour déterminer les propriétés mécaniques locales des matériaux. Elle permet notamment de caractériser des alliages métalliques possédant une microstructure polycrystalline. La taille de l’indenteur en nanoindentation étant faible (de quelques micromètres à quelques dizaines de micromètres), cette technique est idéale pour caractériser les propriétés mécaniques de surface des différents grains d’un matériau. Elle permet notamment de mesurer simultanément la dureté et le module d’élasticité. Si les essais de nanoindentation sont associés à un banc motorisé X-Y, une matrice étendue d’indents peut être réalisée avec un pas de quelques micromètres. Grâce à cette technique et dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons réalisé dans un premier temps des cartographies de dureté et de module d’élasticité (HIPF et EIPF). Dans un second temps, nous avons évalué des propriétés non-conventionnelles d’alliages de titane, telles que l’effet mémoire de forme et la superélasticité. Dans la première partie de l’étude, la nanoindentation a été corrélée à l’EBSD (diffraction des électrons rétro-diffusés) afin d’identifier la relation entre l’orientation cristallographique d’un grain et ses propriétés mécaniques. L’étude a été menée sur les alliages de composition Ti-30Nb et Ti-27Nb (%at) de structure cubique centrée (phase ), et sur le titane de pureté commerciale T40, de structure hexagonale compacte (phase ). Dans la seconde partie de l’étude, la nanoindentation a été utilisée pour mesurer l’effet mémoire de forme (SM) et la superélasticité (SE) de différents alliages de titane à travers une large gamme de profondeur d’indentation. La mesure de ces propriétés non-conventionnelles a été réalisée à partir de l’étude des courbes charge-déplacement obtenues pour chaque essai d’indentation. L’amplitude de l’effet SE et SM a été caractérisée par des ratios de hauteur et de travail déterminés par l’étude des courbes de nanoindentation ainsi que des profils AFM réalisés au microscope à force atomique. / Titanium and titanium alloys presents remarkable characteristics which can be modulated due to the many different microstructures that is possible to obtain. Thanks to this huge variety, titanium and its alloys can exhibit many properties. Among the most interesting, there may be mentioned their corrosion resistance, biocompatibility, but also their excellent mechanical properties (strength, ductility, toughness, creep…). For all these reasons, interest for of titanium alloys has been growing in many areas. Indeed they are now widely used in the aerospace and chemical industries, but also in architecture, naval, automotive, sports or medicine. Nanoindentation is commonly used nowadays to determine local mechanical properties of materials. For example, this technique allows the characterization of metallic alloys having a polycrystalline microstructure. The size of the indenter in nanoindentation being small (few microns to few tens microns), and consequently this technique is ideal for characterizing the surface mechanical properties of different grains of a material. It allows simultaneous measurement of the hardness and the elastic modulus. If nanoindentation tests are associated with a XY motorized test bed, a wide array of indents can be achieved with a step of few micrometers. Thanks to this technique and as part of this thesis, we have realized at first hardness and elastic modulus mapping (HIPF and EIPF). In a second time, we have evaluated unconventional properties of titanium alloys, such as shape memory effect and superelasticity. In the first part of the study, nanoindentation was correlated with EBSD (Electron backscattered diffraction) to identify the relationship between the crystallographic orientation of a grain and its mechanical properties. The study was conducted on the Ti-30Nb and Ti-27Nb (at.%) alloy compositions having a bodycentered cubic structure ( phase), and the commercially pure titanium (CP-Ti) having a hexagonal close packed structure ( phase). In the second part of the study, nanoindentation was used to measure the shape memory effect (SM) and the superelasticity (SE) of various titanium alloys through a range of indentation depth. The measurement of these unconventional properties was performed from the study of load-displacement curves for each indentation test. The magnitude of the SE and SM effect was characterized by depth and work ratios determined from the study of nanoindentation curves and AFM profiles.
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Caractérisation à l'échelle locale des propriétés superélastiques d'alliages de titane massifs et sous forme de revêtements / Local scale characterisation of the superelastic properties of titanium alloys (bulk and coatings)

Jabir, Hamza 16 November 2018 (has links)
La superélasticité (SE) est la capacité d'un alliage à recouvrer sa forme initiale après une importante déformation. Cet effet, dû à une transformation martensitique réversible, est très convoité pour de nombreuses applications biomédicales. Les alliages nickel-titane sont les alliages les plus utilisés dans les applications fonctionnelles nécessitant de la SE. Cependant, l'utilisation de cet alliage dans les dispositifs biomédicaux est controversée par la présence du nickel, considéré comme élément cytotoxique et allergène. De ce fait, ces dernières années, une attention accrue a été portée aux alliages de titane [3-métastable pouvant constituer une alternative pour des applications biomédicales. En effet, ils ont l'avantage d'être élaborés à partir d'éléments biocompatibles et de présenter un comportement SE. L'objectif de cette thèse réside ainsi dans l'étude de la réponse SE des alliages de titane [3-métastable à différentes échelles dans leur forme massive et sous forme de revêtements. Deux alliages [3-métastable ont été élaborés: le Ti-27Nb {% at) et le Ti-24Nb-4Zr-4Sn (% mass). Les propriétés SE de ces alliages à l'état massif ont été caractérisées à l'échelle macroscopique et à l'échelle submicrométrique et comparées à celles du NiTi superélastique et du CP-Ti élasto-plastique. La nanoindentation a d'abord été utilisée pour sonder l'effet SE dans ces alliages massifs à l'échelle locale, et dans un deuxième temps, pour étudier l'effet de l'orientation cristallographique sur la réponse SE et mécanique à l'échelle du grain. Enfin, les propriétés mécaniques et SE de ces alliages sous forme de revêtements ont été évaluées avec ce même procédé de nanoindentation. / The superelasticity is the ability of an alloy to recover its original shape after significant deformation. This effect, due to a reversible stress-induced martensitic transformation, is highly sought after for many biomedical applications. Nickel-titanium alloys that have a very large strain recovery (in bulk and thin film state), are the alloys currently used for functional applications requiring superelasticity. However, the use of this alloy in biomedical devices is controversial by the presence of nickel, considered as allergen and presumed cytotoxic for the body. As a result, in recent years, increased attention has been given to metastable f3 titanium alloys, which may be an alternative for biomedical applications. Indeed, they have the advantage of being elaborated from biocompatible elements and exhibit a superelastic behavior. The objective of this thesis lies in the study of the superelastic response of metastable f3 titanium alloys at different scales in bulk and thin film state. Two metastable f3 titanium alloys were elaborated: Ti-27Nb (at%) alloy and Ti-24Nb-4Zr-8Sn (wt %) alloy. The superelastic properties of these two bulk alloys were characterized at macroscopic and sub-micrometric scale and compared to superelastic NiTi and elastoplastic CP-Ti. The nanoindentation was first used to evaluate the superelastic effect of various bulk titanium alloys at local scale, and in a second time, to study the effect of crystallographic orientations on the superelastic and mechanical responses at the grain scale. Finally, the mechanical and superelastic properties of metastable f3 titanium coatings were evaluated with this same nanoindentation process.
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Microstructural and photuminescence characterisation of germanium and silicon-germanium nanocrystalline materials

Kartopu, Giray January 2003 (has links)
No description available.
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Vers une prise en compte du vieillissement thermique dans la filière de dimensionnement des structures pour la fatigue thermomécanique / Consideration of high temperature in-service aging into the thermo-mechanical fatigue structure sizing of cast Aluminum alloys engine parts

Hoche, François-Xavier 27 January 2016 (has links)
Les culasses de moteur diesel PSA sont réalisées en alliages d'aluminium de fonderie durcis par précipitation. La culasse atteint une température stable lors de l'utilisation du véhicule mais la succession de démarrages et d'arrêts engendre un phénomène de fatigue thermique au niveau du pontet inter-soupapes. L'exposition à des températures élevées modifie la microstructure de précipitation provoquant une diminution des propriétés mécaniques et donc un vieillissement de l'alliage. Il est donc nécessaire de prendre en compte le vieillissement thermique dans le dimensionnement. Pour y parvenir, nous avons d'abord analysé la microstructure de précipitation (nature des phases précipitées, morphologie et taille) en Microscopie Electronique en Transmission (MET) et le comportement cyclique viscoplastique pour différents vieillissement isothermes. Des essais thermomécaniques anisothermes, simulant le chargement en service, ont été réalisés afin d'analyser les relations entre la déformation plastique et la précipitation. Les paramètres géométriques de la précipitation ont été déterminés en MET pour différents nombres de cales thermomécaniques et ont été comparés à ceux de la précipitation résultant de l'exposition de l'alliage au seul cycle thermique pendant le même nombre de cycles.La microdureté étant un bon indicateur du vieillissement des alliages d'aluminium durcis par précipitation, des modèles d'évolution de microdureté ont été développés afin de simuler sa décroissance dans la structure lors d'un essai représentatif des conditions en service. Ces simulations permettent d'améliorer l'estimation du vieillissement de ces alliages lors de l'utilisation de la culasse. / Cylinder heads of automotive engines are produced by casting of precipitation strengthened Al-Si alloys.The cylinder head quickly reaches a steady state temperature but the succession of starts and stops generates thermomechanical fatigue in the area between the valve seats. At service temperature, the precipitation microstructures evolve from their state after precipitation hardening heat treatment to an aged state, which results in the reduction of their mechanical properties. The increase of thermomechanical stresses in new engines requires taking thermal aging into account for sizing. To that end, the precipitation microstructures (precipitates crystal structures, composition, morphology, and distribution) have been analyzed by Transmission Electron Microscopy (TEM) for various aging conditions and the corresponding cyclic least-viscoplastic behavior has been determined. The effect of plastic deformation on the kinetics of precipitate growth has been studied throughout loadings representative of engine operation. The morphological characteristics of the precipitation microstructure resulting from the thermomechanical aging were determined by TEM for different numbers of cycles and compared with those resulting from the mere thermal aging in order to assess the effect of plastic deformation on the kinetics of precipitate growth. As micro hardness is a good indicator of the aging of precipitation strengthened aluminium alloys, micro hardness evolution models have been developed to calculate its decrease in the cylinder head during a test simulating in service conditions. The simulations give us a better understanding of the in-service aging of these alloys.
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Modélisation multi-échelle d'éléments finis de la macroségrégation et du transport des grains / Multiscale finite element modeling of macrosegregation and grain transport

Nguyen, Thi-Thuy-My 18 December 2015 (has links)
Ce travail de thèse a pour but de modéliser la macroségrégation des produits obtenus par solidification en prenant en compte le transport des grains équiaxes. Le modèle de solidification à deux phases (solide et liquide) est traité par une méthode d'éléments finis, consistant à résoudre les équations de conservation moyennées de l'énergie, de la quantité de mouvement et de la masse, dans lesquelles les évolutions multi-échelles de la masse des phases et des solutés sont modélisées en utilisant une approche de splitting. D'après cette technique, la variation des quantités est considérée comme résultant de la contribution de deux étapes : l'étape de croissance et l'étape de transport. L'implémentation numérique du modèle a été réalisée avec trois opérations principales : tout d'abord implémenter le modèle de croissance des grains, ensuite intégrer des phénomènes de transport résultant de la convection thermo-solutale du liquide et du mouvement du solide, enfin mettre en œuvre le modèle complet en combinant les étapes de croissance et de transport. Lors de ces opérations, une investigation attentive a été consacrée à l'établissement de la résolution par éléments finis pour les équations de transport avec champs discontinus de vitesse à divergence non nulle, afin de surmonter des problèmes numériques en respectant la qualité des solutions physiques. Parallèlement à ces travaux, différents tests de simulation 2D ont été effectués à chaque étape d'implémentation. De bons accords ont été globalement obtenus entre les solutions données par le modèle présent et celles de référence dans la littérature. Finalement, des applications industrielles et des simulations 3D ont été menées, pour lesquelles les résultats numériques reproduisent les configurations caractéristiques des mesures expérimentales : un profil typique de macroségrégation des lingots composé d'une ségrégation négative occupant de la zone inférieure et d'une ségrégation positive en zone supérieure. Ce profil est la signature caractéristique de la sédimentation des cristaux et de la convection thermo-solutale. En outre, un modèle à trois phases étendu à partir du modèle à deux phases précédent – en distinguant la phase liquide interdendritique – s'est avéré capable de décrire la morphologie des grains dendritiques. / The present work aims at modeling macrosegregation of castings, accounting for the transport of equiaxed grains. A two-phase (solid and liquid) finite element solidification model is presented, consisting in solving a system of volume-averaged conservation equations of energy, momentum, solute, in which the multi-scale evolutions of phase and solute mass are modeled by using a splitting method. According to this approach, the variation of quantities is considered as due to the contribution of two stages: the growth stage and the transport stage. The numerical implementation was realized with three principal steps: first implementing growth processes, then integrating transport phenomena including the thermo-solutal liquid convection and the solid movement, lastly combing the growth and transport stages to achieve a complete growth-transport model. Of these steps, solving the transport equations with discontinuous and non-divergence-free velocity fields by using finite element method required an attentive investigation in order to overcome numerical issues while respecting for physical solutions. Parallel to these works, various two-dimensional simulation tests were carried out in each implementation step. Agreements were globally found between results obtained from the present model and those of reference from the literature. Finally, industrial applications and three-dimensional simulations were performed, which show that computational solutions can predict essential features of experimental measurements. In particular, a typical macrosegregation profile of steel ingots, containing a negative segregation in the lower zone and a positive segregation in the upper zone, which is predominantly characterized by crystals sedimentation and fluid circulation was retrieved. Moreover, a three-phase model considering two different liquid phases, extended from the above-mentioned two-phase model, which enables to describe the morphology of dendritic solid crystals was implemented.
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Surface initiated polymerisation for applications in materials science

Zhu, Bocheng January 2012 (has links)
A systematic study of the surface-initiated polymerisation kinetics of a relatively new type of atom transfer radical polymerisation (ATRP), activators regenerated by electron transfer (ARGET) ATRP, is first demonstrated in this report. Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) were successfully grown from silicon surfaces at room temperature by surface-initiated ARGET ATRP using a "3rd generation" cationic macroinitiator. The polymer films were analysed by ellipsometry, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). With the initial experiment showing that water accelerated conventional ATRP but made it less controlled, the effect of solvent on ARGET ATRP was also evaluated. The living character of ARGET ATRP was demonstrated by successfully reinitiating PHEMA-grafted silicon wafers to grow a second block of PHEMA. Initiator density was shown to have a great effect on the growth rate of PHEMA film thickness on silicon surfaces by comparing the ARGET ATRP growth of PHEMA films using two different initiators, "1st generation" and "3rd generation" cationic macroinitiators, which have different ratios of initiating groups to positive charge. Another type of initiator for ATRP systems, an amide silane, was then investigated as an alternative to polyelectrolyte macroinitiators to avoid degrafting. The effects of solvent, 2, 2′ bipyridyl (bpy) ligand concentration and different types of reducing agent on the growth of PHEMA film from amide-initiator coated silicon wafers by ARGET ATRP were then explored at room temperature. However, it was found that the swings in the uncontrolled laboratory ambient temperature caused inter-sample and inter-experiment variability and so could make the evaluations inaccurate or even wrong. An investigation of temperature on ARGET ATRP showed a dramatic effect on the polymerisation rate. The higher the temperature, the faster the polymerisation proceeded. Therefore, the effects of solvent, ratio of bpy to Cu and reducing agent on the ARGET ATRP growth of PHEMA brushes from amide initiator-coated silicon wafers were re-evaluated at a constant temperature, 30 °C. The development of a polydopamine-based initiator, which was designed to be able to be immobilised on a wide range of surfaces, is then presented in this report. Polydopamine was first shown to be able to deposit on various types of material surfaces by oxidative polymerisation in aqueous solution. Bromoester initiating groups for ATRP systems were incorporated into polydopamine coatings by reacting a fraction of the dopamine monomer with 2-bromoisobutyryl bromide (BIBB) before polymerisation. The modified polydopamine initiator film grew at a comparable rate to unmodified polydopamine, with a 45 nm being grown in 24 hours. Successful incorporation of initiator groups was confirmed by XPS and FTIR, and by the growth of PMMA and PHEMA polymer brushes by ARGET ATRP from the polydopamine initiator coatings. A PMMA brush with a thickness of 239 nm was grown in 72 hours, indicating that the grafting density is sufficiently high to be in the brush regime. This initiator was demonstrated to be able to deposit on a range of substrates, such as metals (steel) and polymers (polystyrene), and successfully initiate polymer growth, demonstrating its broad applicability. The assessment of ARGET ATRP as a simple and effective tool for interfacial shear strength improvement in cellulose-based fibre reinforced thermoplastic composites is finally presented. It was demonstrated by control experiments that grafting polystyrene on glass fibre surfaces via ARGET ATRP greatly improved the interfacial adhesion between glass fibres and a high-impact polystyrene (HIPS) matrix, although a specific value of interfacial strength was not obtained due to failure of the modified glass fibre composite samples in areas other than the interface. It was then demonstrated that PMMA was successfully grown from the surfaces of polydopamine initiator coated cotton fibre and BIBB-modified cotton fibre by ARGET ATRP. Polydopamine initiator was shown to be a better initiator for cotton fibre than BIBB, possibly since the adsorbed water on cotton fibres can react with BIBB. The improvement of interfacial adhesion between cotton fibres and a PMMA matrix by grafting PMMA on the cotton surface was assessed by peel testing of cotton fibres pressed into PMMA sheets. There is a clear trend in the relationship between the peeling force and growth time of PMMA on the cotton fibre by ARGET ATRP, although the inter-sample reproducibility is not good.
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Synthèse par ammonolyse et étude des propriétés de luminescence dans des oxynitrures de structure apatite dopés au cérium ou à l’europium / Synthesis by ammonolysis and luminescence properties of cerium or europium-doped oxynitrides with the apatite structure

Thomas, Sébastien 14 December 2012 (has links)
Les oxynitrures dopés terre rare présentent des propriétés intéressantes pour un usage en tant que luminophore pour LEDs blanches. Une nouvelle famille de luminophores dopés Eu2+ ou Ce3+ avec un réseau hôte oxynitrure de structure apatite a été étudiée : La8+xSr2-x(Si/Ge)6NyO26+x/2-3/2y. L’ammonolyse d’un précurseur oxyde de structure apatite a été utilisée comme technique générale de nitruration. Elle a permis de diminuer substantiellement la température de nitruration en comparaison avec la méthode classique par réaction à l’état solide sous atmosphère mixte N2/H2. Les différentes luminescences des luminophores obtenus ont été étudiées et corrélées à la structure cristalline à l’aide de différentes techniques de caractérisation.La structure apatite présente notamment la particularité de proposer plusieurs sites anioniques pour l’introduction de l’azote ainsi que deux sites cationiques pour les ions terre rare activateurs. L’utilisation de nombreuses techniques de caractérisation (IR, Raman, RMN, diffraction des neutrons) a permis d’obtenir des informations sur la position de l’azote. En parallèle, la comparaison des propriétés optiques avec celles de composés réduits sous Ar/H2 a permis d’attribuer les émissions aux différents sites cristallins disponibles dans la structure. Des mesures de rendement quantique ainsi que des tentatives d’optimisation des propriétés de luminescence ont été effectuées. / Rare-earth doped oxynitrides have attracted much attention as phosphors for white LEDs. A new family of Ce3+ or Eu2+-doped oxynitride phosphors with the apatite structure has been studied: La8+xSr2-x(Si/Ge)6NyO26+x/2-3/2y. The ammonolysis of an apatite oxide precursor has been used as a general method of synthesis, allowing decreasing the nitriding temperature respective to the classical solid state reaction in N2/H2 atmosphere. The luminescence properties of the obtained phosphors have been studied and relationships with the crystalline structure have been drawn.The apatite structure shows several crystallographic sites available for nitrogen as well as two cationic sites for optically active rare-earth ions. Several structural characterization technique have been used (IR, Raman, NMR, Neutron diffraction) and important information has been obtained concerning the nitrogen distribution in the available positions of the crystal structure. Comparison of the luminescent properties with those of compounds reduced under Ar/H2 allowed attributing emissions to the different crystallographic sites available in the structure.Quantum efficiency measurements have been carried out as well as trials for improving the intensity of the luminescent properties.
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Caractérisation locale des couples de matériaux mis en jeu lors du contact rotor/stator dans une turbomachine / Contribution to the local characterization of the materials involved in rotor/stator contact in aircraft engines

Cuny, Marion 09 March 2012 (has links)
L'optimisation du rendement des turboréacteurs impose de limiter les fuites inter-étages et de réduire les jeux de fonctionnement entre le rotor et le stator. Cependant, l'adoption de jeux réduit conduit à des contacts rotor/stator qui peuvent avoir des conséquences désastreuses. Afin de prévenir les effets destructeurs de ces interactions, des revêtements "abradables" sont déposés sur le stator. La compréhension et la modélisation de ces interactions sont primordiales pour permettre la conception de nouveaux moteurs plus efficients et plus surs. Toutefois, la modélisation précise de ces phénomènes réclame des données expérimentales difficiles à obtenir du fait de la complexité de l'interaction, des matériaux mis en jeu et de leurs conditions extrêmes d'utilisation (500 m/s et 300 °C). L'objectif de ces travaux est donc de fournir de nouvelles données expérimentales relatives aux efforts générés lors d'un contact aube/abradable. Une nouvelle technique expérimentale a donc été développée. Elle permet de générer une interaction à très grande vitesse entre un outil représentant l'aube et une éprouvette de matériau abradable et de mesurer les efforts d'interaction. Du fait des très hautes vitesses d'interaction, le dispositif de mesure d'effort est associé à une méthode de correction des signaux. Ce protocole expérimental est appliqué à la caractérisation d'un matériau abradable Metco M601, employé à l'étage basse pression du compresseur dans les turboréacteurs d'avions civils. L'influence sur les efforts d'interaction de la vitesse tangentielle, la profondeur d'incursion ainsi que des caractéristiques géométriques de l'extrémité de l'aube est étudiée / Increasing efficiency of aircraft engines require optimization of the clearance between the rotor and the stator. However, the important thermo-mechanical solicitations undergone by the engines lead to unavoidable high speed interactions between the moving parts and the casing. To achieve reduced clearance without endangering the blading, abradable seals are deposited inside the casing. This coating is designed to wear out in case of contact with the blade tip. Characterization and understanding of the different phenomena which take place during interactions are essential to prevent premature failure and to design safer aircraft engines but accurate modeling of these phenomena requires experimental data which are difficult to obtain because of the extreme conditions in which contacts occur (500 m/s, 300 °C) and of the complexity of the involved materials. The purpose of this work is to provide new experimental data relating to the forces generated during blade-casing contacts. Thus, a new experimental technique has been developed in order to generate high speed interactions between a tool impersonating a blade tip and a sample of abradable material and to measure the interaction forces. Because of the high interaction velocities reached up, a signal correction method has been implemented. Finally, this new experimental technique has been applied on the characterization of the abradable material Metco M601 used in low-pressure compressor of commercial aircraft engines. The influence on the interaction forces of the blade velocity, the incursion depth and the mechanical and geometrical characteristics of the blade tip has been studied
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Préparation et étude de nanostructures 1D de nitrure d'aluminium fabriquées par électrofilage / Preparation and study of AIN nanostructures obtained by electrospinning

Gerges, Tony 11 December 2014 (has links)
Les nanostructures 1D d'AlN promettent des nouvelles applications dans la technologie des semi-conducteurs, des antennes optiques et des résonateurs nanomécaniques. Elles peuvent également aboutir à l'évolution de nouveaux composants d'instrumentation. Cette étude explore deux voies originales pour élaborer des nanofilaments d'AlN en procédant à la mise en forme par électrofilage couplée à un procédé d'élaboration de céramique. Deux stratégies d'élaboration peuvent être considérées selon que le système initial contient de l'oxygène ou non. La maîtrise des conditions de mise en forme (paramètres d'électrofilage) ainsi que l'optimisation des solutions utilisées (teneur en polymère et en précurseur) et des traitements thermiques, ont permis d'obtenir des filaments de taille submicronique (entre 100 nm et 400 nm), ainsi que des tubes d'une grande pureté chimique et stables sous air jusqu'à 550°C. Il est démontré que la qualité des nano-objets d'AlN dépend de leur méthode de fabrication. L'étude basée sur deux méthodes de fabrication, l'une sous air et l'autre sous atmosphère contrôlée, permet de présenter les avantages et les inconvénients de chacune de ces deux approches, la première étant dite « low-cost » par rapport à la seconde / One-dimensional (1D) AlN nanostructures promise the achievement of new applications in semiconductor technology, optical antennas and nanomechanical resonators. They can also lead to the development of new components for instrumentation. This study explores two original methods to elaborate AlN nanofilaments performing shaping by electrospinning, coupled to a process for producing ceramic. Two strategies can be developed depending on whether the initial system contains oxygen or not. The control of the conditions of shaping (electrospinning parameters) and the optimization of the used solutions (polymer content and precursor) and heat treatments, allowed the obtainment of submicron sized filaments (between 100 nm and 400 nm), as well as tubes with a high chemical purity, and stable in air up to 550 °C. It is demonstrated that the quality of the AlN nano-objects depends on their method of elaboration. The study of the two used methods, one in air and the other under controlled atmosphere, can show the advantages and disadvantages of each of these two approaches, the first being "low-cost" comparing to the second

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