Parmi les six nouveaux systèmes de réacteurs nucléaires envisagés par le Forum International Génération IV ; le réacteur à neutrons rapides et à caloporteur gaz est étudié en France. Ses conditions de fonctionnement nominal (haute température et pression d'hélium) ont conduit à la sélection de céramiques non-oxydes pour la gaine de combustible. Parmi ces céramiques ; Ti<sub>3</sub>SiC<sub>2</sub> se distingue par sa particularité à combiner certaines propriétés des métaux à celles des céramiques. Cependant ; son comportement en réacteur n'est pas connu. L'objectif de cette thèse est ainsi de caractériser l'endommagement de Ti<sub>3</sub>SiC<sub>2</sub> sous irradiation ; en utilisant les irradiations ioniques pour simuler l'effet des irradiations neutroniques. Des échantillons ont été irradiés par différents couples ion-énergie (Au de 4 MeV ; Kr de 74 MeV ; Xe de 92 MeV et de 930 MeV) à différentes fluences et températures. Après irradiation ; les modifications structurales ont été caractérisées par diffraction des rayons X sous faible incidence et par microscopie électronique en transmission de sections transverses alors que la microscopie à force atomique a permis l'étude des modifications microstructurales. Ainsi ; quelles que soient les irradiations réalisées Ti<sub>3</sub>SiC<sub>2</sub> reste cristallisé (jusqu'à 7 dpa d'endommagement) et aucune trace latente n'est observable (28 keV nm<sup>-1</sup> de pouvoir d'arrêt électronique maximal). De plus ; en fonction des paramètres d'irradiation ; une dilatation de la maille hexagonale compacte de Ti<sub>3</sub>SiC<sub>2</sub> suivant l'axe c est observée ; induisant notamment des microdéformations. Enfin ; d'un point de vue microstructure ; les irradiations aux ions Xe de 92 MeV induisent la formation de monticules en surface alors qu'un léger gonflement est observé pour les irradiations aux ions Au de 4 MeV.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00445458 |
| Date | 08 December 2009 |
| Creators | Nappé, Jean-Christophe |
| Publisher | Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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