Dissertations / Theses: 'Céramique métallisée'

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VALAUD, MIREILLE. "Liaison céramique-métal : comportement en frottement à sec de matériaux céramiques déposés sur un substrat métallique." Limoges, 1989. http://www.theses.fr/1989LIMO0048.

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Harajli, Zeinab. "Synthesis, characterisation and thermal evaluation of a new generation of metalised ceramic materials." Thesis, Lyon, 2022. http://www.theses.fr/2022LYSEI016.

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Abstract:

Une gestion thermique efficace est souvent considérée comme une étape clé vers un système technologique réussi. L'élimination rapide de l'excès de chaleur, des systèmes électroniques exposés à des températures extrêmes, améliore la fiabilité et empêche la défaillance prématurée de ces systèmes. De nos jours, les approches habituelles, pour évacuer la chaleur et maintenir le système à une température souhaitée, consistent à utiliser un dissipateur thermique à semi-conducteur ou un système complexe de contrôle de vitesse de ventilateur qui repose sur une mesure continue de la température. Cependant, l'optimisation d'un dissipateur thermique à semi-conducteur très efficace nécessite le contrôle de diverses propriétés intrinsèques et extrinsèques à différentes échelles, car le flux thermique macroscopique et le transport de chaleur dépendent des propriétés vibrationnelles microscopiques. En outre, l'utilisation généralisée de dissipateurs thermiques à semi-conducteurs hautement efficaces nécessite la capacité de les métalliser et de former des structures multicouches. En raison de ses vitesses de groupe de phonons élevées, le nitrure d'aluminium (AlN) semble être l'un des meilleurs candidats pour la fabrication de dissipateurs thermiques à semi-conducteurs efficaces. Dans cette thèse, nous avons comme objectif de développer une nouvelle technologie d’un substrat à base de la structure Métal/AlN/Métal à haute diffusivité thermique pour des applications à haute température (>300°C). Cette thèse vise à développer des technologies d'électronique de puissance hautement efficaces, intégrées et fiables fonctionnant à haute température pour l'automobile, l'aéronautique et l'énergie. Dans un premier temps, nous avons élaboré des films minces de molybdène pour métalliser le nitrure d'aluminium et synthétiser nos nouveaux substrats de dissipateur thermique pour les modules de puissance. Ensuite, nous avons optimisé les dispositifs établis en étudiant leurs propriétés physico-chimiques et en mettant l'accent sur leurs performances thermiques. Enfin, nous avons étudié les performances des échantillons en utilisant une imagerie souterraine et tout en augmentant la température afin de surveiller la formation de défauts. La caractérisation thermique et l'imagerie souterraine des échantillons ont été effectuées à l'aide de notre nouvelle configuration de déviation de faisceau photo-thermique, dans laquelle nous installons un laser IR pour chauffer les échantillons et qui génère des bosses thermiques qui sont mesurées par des faisceaux de sonde déviant à différents endroits de l'échantillon Efficient thermal management is often considered a key step towards a successful technological system. The fast removal of excess heat from electronic systems exposed to temperature extremes improves the reliability and prevents the premature failure of these systems. Nowadays, the usual approaches to evacuate heat and maintain the system at the desired temperature consist in using a semiconductor heat sink or a complex fan speed control system that relies on continuous temperature measurement. However, the optimization of a highly efficient semiconductor heat sink requires the control of diverse intrinsic and extrinsic properties at different scales because the macroscopic thermal flow and heat transport depend on microscopic vibrational properties. Besides, widespread use of highly efficient semiconductor heat sinks requires the ability to metalize them and form multilayer structures. Due to its high phonon group velocities, Aluminium Nitride (AlN) appears to be one of the best candidates for the manufacturing of efficient semiconductor heat sinks. In this PhD. thesis work, we intend to develop a new substrate technology Metal/AlN/Metal structures with high thermal diffusivity for integrated power systems for high-temperature applications (>300°C). This PhD. Aims at developing highly efficient, integrated and reliable power electronics technologies operating at high temperatures for automotive, aeronautic, and energy applications

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Allard, Yves. "L'empress : une nouvelle céramique sans armature." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO1Z162.

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Abstract:

La 4e de couverture indique : "De nombreuses raisons (esthétiques, possibilité d'utilisation de certains examens médicaux type scanner ou RMN, risques d'allergie ou de bimétallisme. . . ) poussent la recherche à mettre au point des procédés de fabrication de céramique sans avoir recours à des armatures métalliques. Après avoir vu rapidement les différents matériaux et techniques utilisables à ce jour en art dentaire, nous étudions la mise au point d'une nouvelle vitro céramique, l'EMPRESS. La première partie de ce travail porte sur la technique de réalisation au laboratoire, sur le matériau lui même et les différentes possibilités de développement. Une seconde partie est consacrée à l'analyse de structure et de composition de ce matériau ainsi qu'aux test de résistance. La troisième partie concerne la clinique : impératifs de préparation, impératifs de scellement ou de collage, et l'étude des premiers cas cliniques que nous avons pu réaliser avec ce matériau et cette technique. "

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Alachkar, Sawssan. "La céramique au Bronze Ancien du Khabur à la vallée de l'Euphrate : la céramique métallique et les catégories apparentées." Thesis, Paris 1, 2015. http://www.theses.fr/2015PA010579.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à la céramique dite« métallique», au Bronze ancien en Mésopotamie du Nord (3e millénaire avant n.è.). Après un historique détaillé des recherches et une mise à plat des problèmes terminologiques, l'ensemble de la production de cette céramique de haute qualité technique est regroupé en trois catégories apparentées: la North Mesopotamian Metallic Ware, la Red Euphrates Ware et la Black Euphrates Ware. L'application d'un système descriptif uniformisé à un corpus de 446 vases complets permet de définir les traits morphologiques et stylistiques de ces catégories. L'analyse de la répartition géographique (2 605 vases) met en évidence quelques différences entre quatre principales régions: le Khabur, le Balikh, l'Euphrate syrien et l'Euphrate turc. L'examen des contextes de découverte (1 456 vases) ne montre pas de relation particulière entre type ou sous-type de vase et les contextes domestique, public ou funéraire. L'étude chronologique (1 231 vases), fondé sur 21 sites présentant des séquences stratigraphiques fiables, permet de documenter l'apparition et la durée des trois catégories céramiques. Ces résultats rectifient, confirment ou complémentent des travaux antérieurs sur les questions chronologiques. La North Mesopotamian Metallic ware témoignerait ainsi de l'apparition sur le cours supérieur de l'Euphrate d'une nouvelle tradition de production céramique, impliquant une nouvelle maîtrise des techniques de cuisson qu'il est tentant de mettre en rapport avec l'émergence précoce de métallurgie du bronze dans cette même région This thesis is a study of the so-called "metallic ware" pottery of the Early Bronze Age in northern Mesopotamia (3rd millennium BC). After a detailed overview of research history and terminological problems, all these high-quality ceramics were grouped into three related categories: North Mesopotamian Metallic Ware, Red Euphrates Ware and Black Euphrates Ware. By applying a uniform descriptive system to a corpus of 446 complete vessels, it was possible to define the morphological and stylistic traits of these categories. Analysis of the geographical distribution (2 605 vessels) revealed some differences between the four main regions: the Khabur, Balikh, Syrian Euphrates and Turkish Euphrates. Examination of finds contexts (1 456 vessels) showed no particular relationships between vessel type or sub-type and domestic, public or burial contexts. The chronological study (1 231 vessels), based on 21 sites with reliable stratigraphic sequences, provided evidence for the appearance and duration of the three ceramic categories. These results rectify, confirm or complement earlier research on chronological questions. North Mesopotamian Metallic Ware could thus be seen as reflecting the appearance in the upper Euphrates of a new tradition of pottery manufacture, implying a new mastery of firing techniques that one is tempted to relate to the onset of bronze metallurgy in this same region

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Charmond, Sylvain. "Développement d'un four micro-ondes monomode et frittage de poudres céramique et métallique." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0115.

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Abstract:

Le chauffage par micro-ondes est appliqué depuis quelques décennies au frittage de poudres céramiques, et plus récemment au frittage de poudres métalliques. Toutefois, les mécanismes de chauffage par micro-ondes, qui résultent des interactions entre le champ électromagnétique et la matière, restent encore mal connus et par conséquent cette technique de chauffage n'est pas toujours parfaitement maîtrisée. Afin d'acquérir une meilleure compréhension de ce mode de chauffage, un four micro-ondes de type monomode a été développé. Dans cette cavité, la distribution du champ électromagnétique est connue et les matériaux peuvent être chauffés sélectivement dans un environnement où le champ électrique ou magnétique est prépondérant. Un protocole original de pilotage en température du frittage micro-ondes a été mis au point. Ainsi, des études comparatives entre le frittage par micro-ondes et le frittage conventionnel ont été réalisées sur une poudre céramique (zircone yttriée ZrO_2 -Y_2 O_3 (2 %mol)) et une poudre métallique (nickel pur). Les résultats ont été analysés et interprétés en termes d'influence du champ électromagnétique sur les mécanismes de densification et de développement microstructural de ces matériaux For almost 30 years, microwave processing has been applied to sinter various ceramic powders, and most recently to sinter metallic powdered parts. However, such heating process, which results from the absorption of an oscillating electromagnetic field, remains not fully understood. A single-mode microwave cavity was developed for a better understanding of the microwave/material interactions. In this furnace, the green parts can be heated up under predominent electric or magnetic field. A new microwave heating procedure was proposed to control a thermal cycle. Microwave sintering of ceramic (yttria-doped zirconia 2Y-TZP) and metallic (pure nickel) powders was compared to conventional processing. The effects of the electromagnetic field on the kinetics of densification and on the microstructure development were analysed and discussed

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Chahid, Youssef. "Application en catalyse hétérogène et en électrocatalyse d'un dépôt métallique sur une membrane céramique." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2322.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'etudier les proprietes electrocatalytiques d'un depot metallique sur une membrane ceramique et d'evaluer son activite en catalyse heterogene. Deux methodes de depot ont ete utilisees pour ce travail : la methode d'impregnation echange (rh#i#m#p et pt#i#m#p) et la methode dite de reduction-precipitation (au#r#p, pt#r#p, pd#r#p, (au-pd)#r#p). Les depots utilises en electrocatalyse ont tous ete prepares par reduction-precipitation car cette methode permet d'avoir une couche metallique solide, poreuse et continue, capable de collecter le courant electrique, ce qui est indispensable pour les mesures electrochimiques (voltammetrie cycliques). Pour etudier les reactions avec introduction controlee d'un reactif c'est la reaction d'hydrogenation du toluene qui a ete choisie comme modele, et pour les reactions a equilibre limite c'est la reaction de deshydrogenation du methylcyclohexane (mch) qui a ete retenue. Nous avons utilise la reaction d'hydrogenation du toluene comme reaction test pour pouvoir evaluer la surface metallique active de nos membranes par comparaison avec l'activite de catalyseurs conventionnels bien caracterises. Les resultats obtenus en deshydrogenation du methylcyclohexane (mch) montrent que l'utilisation d'un reacteur catalytique a membrane (rcm) est plus efficace qu'un reacteur conventionnel. Trois types de membrane ont ete utilises en catalyse heterogene : rh#r#p, rh#i#m#p et pt#i#m#p. Ce sont les membranes impregnees qui sont les plus actives.

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Jaffrelot, Marie-France. "Difficultés et erreurs de la prothèse céramo-métallique." Bordeaux 2, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR20041.

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Chabanne, Delhia. "Le Décor de lustre métallique des céramiques glaçurées (IXème - XVIIème siècles) : matériaux, couleurs et techniques : principales étapes de diffusion d'une invention mésopotamienne." Bordeaux 3, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR30058.

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Abstract:

Les décors de lustre métallique des céramiques glaçurées sont, sur le plan du génie technologique, l'une des plus prestigieuses inventions de l'Islam médiéval. Ils sont composés de nanoparticules de cuivre et d'argent métalliques "enfouies" dans une matrice vitreuse. Ils présentent un double aspect esthétique, le décor dévoilant à un angle particulier d'observation (réflexion spéculaire), un reflet métallique coloré. Vraissemblablement appliquée pour la première fois sur glaçure dans l'aire mésopotamienne au IXème siècle, cette technique s'est diffusée en Egypte, en Syrie et en Iran, parallèlement en Espagne jusqu'au XVIIème siècle. Nous avons cherché à appréhender cette diffusion et les changements technologiques qui l'ont accompagnée. A travers l'étude des substrats céramiques (texture et composition), des glaçures (couleur, texture et composition) et surtout des décors (couleur et composition), nous avons établi une "carte d'identité analytique" de centres majeurs de production. La mise en perspective des différentes carctéristiques a permis de mettre en évidence : un changement de la nature des supports (substrat céramique et glaçure) des décors de lsutre métallique, une perte de la plychromie des décors de lustre métallique, remplacée par un jeu chromatique à l'aide de l'emploi de glaçures colorées et rehauts de couleur turquoise et bleu cobalt, une perte de la variété des teintes des décors (lumière diffuse et reflets métalliques colorés), une utilisation priviligiée du cuivre, par rapport à l'argent, dès le XI ème siècle en Orient et dès le XVème siècle en Espagne. Enfin, des changements dans la nanotexture des décors entre le début et la fin de la production ont pu être observés expliquant l'aspect "métallisation de surface" des dernières productions archéologiques The metallic lustre of glazed ceramics is a very special type of decoration where metallic copper and silver nanoparticles embedded in glaze compose lustre decoration. It can present "red", "brown", "ochre yellow" or "green" colours in scattered light but shows, in specular reflection, coloured metallic shines (blue, golden, yellow, orange, pink. . . ). The technique of lustre decoration applied to the the glazed ceramics appears to the ninth century AD in Mesopotamia. It spread to Egypt (XIth-XIIth AD), Syria (XIIth-XIIIth AS), Persia (XIIIth AD) and Spain (XIIIth-XVIIth AD) during medieval times. The aim of this study is to understand lusterware spreading. In order to light technological evolution in principal workshpos, analytical investigations were performed on ceramics (texture and composition), glazes (colour, texture and compostion) and lustre decoration (colour and composition). Conclusions are : change of ceramic nature (terracotta, protostonepaste and stonepaste), losing of polychrome lustre decoration, in fact, potters will use colored glazes and other decorations (turquoise and blue), losing of color diversity for lustre decoration (scattered light and colored metallic shines), use of copper more important than silver in Orient since XIth AD and in Spain as early as XVth AD. . Moreover, change of nanotexture decoration between the beginning (IXth AD) and the end (XVIIth AD) of this production can explain the "surface metallization" for last productions

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Leone, Anaïs. "Revêtements au lustre métallique dans l'architecture religieuse et funéraire de l'Iran Ilkhânide (1256-1335)." Thesis, Aix-Marseille, 2021. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/211122_LEONE_737y812yyedr752wxnmi508jgy_TH.pdf.

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Abstract:

La période ilkhanide (1256-1335) en Iran marque l’apogée de la production de céramique à décor de lustre métallique des ateliers de Kâshân (Iran central). L’architecture qui s’est développée sous le règne de cette dynastie mongole employait un large répertoire décoratif mobilisant ce procédé technique. Pourtant, ces carreaux ont été massivement retirés de leurs murs d’origine et ont emprunté des parcours individuels. Ils nous sont parvenus isolés ou en petits groupes, dispersés dans les collections publiques et privées du monde entier. Cet éparpillement a entrainé une décontextualisation qui a largement entamé notre connaissance de leurs formes, fonctions et significations initiales. Cette étude propose la reconstitution de neuf ensembles décoratifs lustrés qui ornaient l’architecture religieuse et funéraire de l’Iran ilkhanide. Ce travail de recomposition s’appuie sur des prospections menées dans les monuments concernés et sur la constitution d’une base de données des éléments lustrés existants. Ces deux types d’informations permettent un travail de recontextualisation de ces pièces de leur place au sein d’un programme décoratif global à celui d’élément isolé. Des thématiques majeures pour la période ilkhanide sont abordées à partir des preuves matérielles concrètes réunies et analysées. Ainsi, le cadre architectural originel de ces pièces permet d'identifier les typologies, les choix épigraphiques et la présence de certains motifs dans ces contextes architecturaux. Ces propositions livrent un matériel reconstitué inédit ainsi que des analyses et pistes de recherches initiatrices de perspectives autour de ces pièces The production of Kashan's luster ceramic workshops (Central Iran) boomed during the Ilkhanid period (1256-1335). Luster tiles played an important role within a larger repertory of the decorative schemes in the architecture developed during the reign of this Mongol dynasty. Regrettably, the removal of Ilkhanid-period luster tiles from their original location occurred in most sites and tiled ensembles that remain in situ are now exceedingly rare. Indeed, the stripping of an important number of buildings led to the arrival of thousands of tiles of unidentified or incomplete provenance in public and private collections. Therefore, each tile provides context about its creation but also about the removal of its original walls. Considering tile revetments could clarify issues concerning the forms, functions, and significations of the original decorative schemes.This study formulates new proposals about the luster tilework in nine ilkhanid religious and funerary monuments. These reconstitutions are based on data collected at surviving monuments and on an inventory of surviving luster elements preserved throughout the world. By cross-referencing of these two types of information it is possible to unite formerly isolated elements. These ensembles, more coherent as a whole, allows to investigate some general topics of the Ilkhanid period. These original decorative scheme are fundamental to identify typologies, epigraphic choices, or the presence of specific motifs on these architectural programs.Further investigations will be required to complete and increase our knowledge. Nevertheless, these propositions provide data and analyzes which instigate new approaches to these pieces

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Billot-Bride, Magalie. "Le Bronze moyen dans la plaine du Rhin supérieur : étude typochronologique du mobilier métallique et céramique." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAG036.

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Abstract:

Le renouvellement de la documentation lié au dynamisme de l’archéologie préventive, ainsi que la reprise systématique des données issues de fouilles anciennes et inédites ont permis de poser un regard neuf sur le Bronze moyen du sud de la plaine du Rhin supérieur. Le corpus, réuni pour ce travail, offre des données variées (objets métalliques, résineux et céramiques) d’origines diverses (habitats, sépultures, dépôts, objets isolés) qui ne se résument plus uniquement au matériel des nécropoles de la forêt de Haguenau. Les mobiliers métalliques et céramiques ont fait l’objet d’une étude distincte. Leur classement typologique associé à des analyses statistiques ont révélé sept étapes depuis fin du Bronze ancien (BA III/Bz A2b) jusqu’au début du Bronze final (BF 1/Bz D2). La phase moyenne du Bronze moyen (fin du BM I-début du BM II/Bz B2-C1) reste mal définie et semble quasi absente dans la région. La corrélation avec les dates absolues disponibles pour la région indique un intervalle chronologique situé entre 1600 et 1300 avant notre ère environ. Durant la phase ancienne, les contacts extérieurs sont centrés sur le sud du Bade-Wurtemberg, le Jura souabe et la Suisse occidentale. Puis les échanges gagnent en intensité, se diversifient et se tournent également en direction du nord, vers la région du Rhin moyen The renewal of documentation about the preventive archaeology dynamism, as well as the systematic recovery of datas from old or unpublished excavations have resulted in a fresh perspective at the Middle Bronze Age of the upper Rhine’s south plain. The corpus, joined in this work, gives varied datas (metallic, resinous objects, pottery), from various sources (settlements, graves, deposits, isolated objects), which is not limited to Haguenau’s cemeteries, anymore. Metallic materials and pottery had been examined individually. The determined typology, combined with statistical analysis show seven stages since the end of the Early Bronze Age (BA III/Bz A2b) to the beginning of Late Bronze Age (BF 1/Bz D2). The middle phase of the Middle Bronze Age (end of BM I-beginning of BM II/Bz B2-C1) remains uncleared and seems not to be in the Upper Rhine. The correlation with well-known absolute dates in the Upper Rhine comes to a time interval between 1600 and 1300 Before J-C, approximately. During the first stage, the interactions are located in the South of Baden-Württemberg, in the Swabian Alb and in the western Switzerland. Then, interactions continue to intensify, become more diverses towards the North, near the Middle Rhine

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Sapardanis, Hélène. "Fissuration à l’interface d’un revêtement plasma céramique et d’un substrat métallique sous sollicitations dynamique et quasi-statique multiaxiales." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM033/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à étudier la propagation d'un défaut interfacial de géométrie connue soumis à un cisaillement macroscopique à partir d'une méthodologie expérimentale développée durant la thèse qui consiste à i) élaborer un système revêtu céramique/métal dont la morphologie d'interface est contrôlée, ii) introduire un défaut d'interface par la technique de choc laser, iii) soumettre le système revêtu pré-fissuré à un cisaillement macroscopique grâce à une machine de fatigue biaxiale coplanaire et iv) mesurer in situ l'évolution de ce défaut. Le système revêtu subit donc une sollicitation dynamique par la technique de choc laser et quasi-statique par les essais biaxiaux. La morphologie d'interface, paramètre influant sur la fissuration, est également étudiée. Un dépôt d'alumine pure est directement projeté par plasma sur un substrat métallique, un superalliage base cobalt Haynes 188 et un acier inoxydable 304L, sans sous-couche.Un premier travail d'analyse du défaut introduit par choc laser en fonction des paramètres laser et de la morphologie d'interface a tout d'abord été réalisé. Le défaut d'interface résultant se caractérise par une zone délaminée circulaire de quelques millimètres de diamètre et d'une cloque formée par la couche de céramique de quelques dizaines de micromètres de hauteur. Ces dimensions caractéristiques ont été mesurées à partir de techniques d'observation non destructives : profilométrie 3D, observation optique et thermographie infrarouge. La fissuration par choc laser a été étudiée par éléments finis grâce à un modèle de type contact cohésif pour l'interface.La propagation du défaut soumis à un cisaillement macroscopique a été caractérisée expérimentalement grâce aux observations optiques et à la technique de stéréo-corrélation d'images. L'analyse par élément finis du problème a permis d'accéder aux modes de sollicitation le long du front de fissure et de donner une première explication quant aux formes délaminées obtenues expérimentalement. Cette analyse s'appuie sur un modèle de zone cohésive dont les conditions aux limites imposées sont déterminées à l'aide des mesures de déplacement obtenues par corrélation d'images. En particulier, il a été mis en évidence que l’ouverture du front de fissure (mode I), induit par le flambage de la couche et par le chargement macroscopique, favorise la propagation du délaminage qui reste pilotée essentiellement par le cisaillement local (mode II et III). L'influence du cisaillement macroscopique dans le plan de la couche déposée sur la propagation du délaminage interfacial a ensuite été étudiée à partir de trois cas de chargement. Une analyse par éléments finis basée sur la mécanique linéaire de la rupture dans un matériau homogène a permis de déterminer l'influence du cisaillement macroscopique sur le chargement local le long du front de fissure The work presented in this manuscript aims to investigate the growth of an interfacial flaw, whose geometry is known, under macroscopic shear loading. An experimental methodology is thus developed in which i) a ceramic/metal coated system with controlled interface roughness is processed, ii) an interfacial flaw is introduced using the laser shock technique, iii) a macroscopic shear loading is applied on the coated system using a biaxial in-plane testing device and iv) interfacial crack growth and buckling are measured in situ. Hence, both dynamic and quasi-static loadings are applied on the coated system by respectively the laser shock technique and biaxial testing. The interface roughness, which affects the crack growth, is also considered in the study. A pure alumina coating is deposited by air plasma spraying on a metallic substrate, polycrystalline cobalt base superalloy Haynes 188 and stainless steel 304L substrates, with no bond coat.First, the flaw resulting from the propagation of a laser shock wave has been analyzed according to the laser parameters and the interface roughness. An interfacial flaw is characterized by a circular delamination with a diameter of a few millimeters and a circular blister with a height of a few tens of micrometers. These characteristic dimensions have been measured thanks to non destructive techniques: 3D profilometry and image analysis based on optical observations and infrared thermography. A finite element analysis has been carried out to investigate the crack behavior under laser shock wave propagation using a cohesive contact to account for the interface behavior.The interfacial flaw growth under macroscopic shear loading has been characterized with optical observations and the digital image stereo-correlation technique. The related finite element analysis enabled to identify the local loading along the crack front and gave a first explanation about the shapes of the delaminated area observed experimentally. This analysis relies on a cohesive zone model whose applied boundary conditions are established from the displacements measured by digital image correlation technique. By this way, the delamination growth was revealed to be mostly driven by local shear (mode II and III) and the crack opening (mode I), induced by the buckling of the deposited layer and the macroscopic shear, makes the delamination growth easier. Finally, the influence of the macroscopic shear loading on the interfacial delamination has been studied from three different macroscopic shear loadings. The finite element analysis based on linear elastic fracture mechanics in a homogenous material has allowed to study the influence of the macroscopic shear loading on the local loading along the crack front

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Saif, Gausseem. "Mise au point et caractérisation de couches intermédiaires permettant l'accrochage entre un alliage métallique et une céramique projetée plasma." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1496_gsaif.pdf.

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Abstract:

La réalisation des barrières thermiques constituées par une couche de zircone projetée sur substrat métallique pose différents problèmes liés au principe même de la projection plasma atmosphérique utilisée habituellement: - corrosion du substrat à travers les porosités du dépôt. - contraintes résiduelles dues aux différences de coefficient de dilatation thermique du métal et de la céramique. - manque d'adhérence entre le métal et la céramique. Notre étude a permis de résoudre ces trois problèmes par la mise au point de couches intermédiaires d'aluminures réalisées par interdiffusion d'aluminium avec le substrat métallique (acier, ou fonte). L'optimisation de ces couches a été faite grâce a l'utilisation de caractérisations thermomécaniques (traction, fatigue thermique) associées à des contrôles par cartographies ultrasonores. Nous montrons ainsi le rôle particulièrement favorable d'ajouts de silicium et surtout d'yttrium et l'existence d'une vitesse relative torche/pièce optimale. Les résultats obtenus sont alors supérieurs à ceux donnés par les solutions classiques.

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Drira-Halouani, Raja. "Etudes mécanique et microstructurale des composites à matrice nickel et renforts particulaires de céramiques (Al2O3,SiO2,NiO)." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT023G.

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Abstract:

Ce travail traite de l'elaboration par frittage, de la caracterisation microstructurale (met, meb) et de l'etat des contraintes residuelles d'origine thermique dans les composites a matrice metallique (nickel) et a renforts: dispersion des particules d'oxydes (al#2o#3, sio#2, nio). Le choix du nickel comme phase matricielle est motive par plusieurs considerations. La plus importante est que le nickel possede une symetrie cristalline cubique dont le reseau possede une haute symetrie ; ce qui nous permet d'etudier la perturbation apportee, en terme d'anisotropie de dilatation thermique, par l'ajout d'une dispersion de particules d'oxydes dont les caracteristiques physiques et mecaniques sont differentes de la matrice. La caracterisation microstructurale nous a permis de mettre en evidence d'une maniere directe la reaction a l'interface ni/sio#2 et d'une maniere indirecte la reaction a l'interface ni/al#2o#3 dans les conditions de frittage pendant l'application du cycle thermique. La technique choisie pour etudier les contraintes est celle mettant en uvre la diffraction des rayons x permettant des mesures tres localisees. C'est un outil privilegie pour l'exploration des couches superficielles de quelques microns sur des materiaux cristallises, en plus, la methode est non destructive. Nous avons utilise deux methodes: la premiere consiste a mettre l'echantillon sous un regime de contraintes connu, et etudier les contraintes residuelles du composite en terme de contrainte equivalente ; la seconde permet d'etudier l'evolution de la deformation elastique en fonction de la temperature par chauffage des materiaux composites a des temperatures moderees. La loi des sin#2 a ete appliquee pour determiner les deformations a la surface des materiaux. Ces methodes nous ont permis de determiner les deformations elastiques puis les contraintes qui existent dans la matrice de ces materiaux composites. Ces deformations diminuent au cours du chauffage. L'evolution des deformations en fonction de la temperature est en accord avec un modele mecanique base sur des resultats bibliographiques concernant l'effet d'une particule unique dans une matrice infinie. Les deformations elastiques mesurees sont de loin plus faibles que ce qui est attendu theoriquement. Ce resultat nous fait penser a la relaxation des contraintes par deformation plastique dans la matrice et a l'interface particules d'oxydes / matrice nickel ; la deformation plastique est d'autant plus importante que la difference des coefficients d'expansion thermique entre nickel et oxyde est importante

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Bobin, Olivier. "Propriétés optiques de nanoparticules de cuivre et d'argent dans des matrices silicatées : application aux archéomatériaux : céramiques glaçurées à décor de lustre métallique du IXème siècle : Grande Mosquée de Kairouan-Tunisie." Bordeaux 3, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR30065.

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Abstract:

Résumé : La technique du décor de lustre métallique des céramiques glaçurées, utilisant entre autres des sels de cuivres et/ou d'argent, fut vraisemblablement mise au point par des potiers du VIIIème s. Après J. -C. , en Mésopotamie. En lumière diffuse le décor peut être vert, brun ou ocre jaune et quand on se place à la réflexion spéculaire, on observe un reflet métallique coloré, bleu ou vert ou jaune doré. . . L'une des plus remarquables utilisation de décor dans l'architecture est sans doute le mihrab de la mosquée Sidi Oqba de Kairouan (Tunisie, IXème s. Après J. -C. ), orné à ce jour de 161 carreaux à décor de lustre métallique, présentant soit un décor monochrome vert, soit un décor polychrome vert, brun et ocre jaune. L'analyse physico-chimique a permis d'établir qu'ils étaient issus d'une même production. Par ailleurs, l'étude comparative de tessons à décor de lustre métallique (Mésopotamie, IXème-Xème s. ), mis au jour en Irak, a montré que les carreaux de Kairouan ont bien été fabriqués en Mésopotamie, dans un grand centre de production de l'époque (Bagdad, Samarra. . . )[. . . ]L'etude optique de décors de lustre métallique et l'approche théorique (Théorie de Mie et milieu effectif) ont permis de déterminer que la couleur du décor en lumière diffuse dépend des propriétés d'absorption de la lumière par les colloi͏̈des du Cu° et/ou d'Ag° et la couleur du reflet mé tallique découle des propriétés de reflexion dela lumière par ces mêmes colloi͏̈des métalliques. Les principaux facteurs qui déterminent ces propriétés sont la nature de la glaçure et la distribution du cuivre et de l'argent.

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Michaud, Bernard. "Etude de l'orientation de fibres céramiques sous champ magnétique : application à l'élaboration de matériaux composites à matrice métallique." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00169119.

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Abstract:

Létude concerne une voie originale d'élaboration de matériaux composites à matrice métallique a propriétés structurales anisotropes. Elle consiste a orienter le renfort fibreux discontinu par l'action d'un champ magnétique intense et homogène. Afin de déterminer les paramètres d'orientation influents, l'équation du mouvement d'une fibre dans un fluide visqueux a été établie. Sa vérification a nécessité la réalisation d'un dispositif expérimental original. Trois couples fibres/matrice significatifs ont ete choisis (C/Cu, C/Ti, Al2O3/Ni). La mise en oeuvre du matériau composite par métallurgie des poudres implique la réalisation préalable, sous champ magnétique, de preimprégnés orientés. Les caractérisations physico-chimiques, thermiques et mécaniques entreprises montrent que les matériaux composites élaborés par cette voie présentent les caracteristiques anisotropes attendues.

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Abgrall, Serge. "Mesure des forces de frettage sur un cylindre métallique émaillé, par diffraction des rayons X et par indentations Vickers." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT006G.

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Abstract:

Sur plusieurs cylindres metalliques emailles, les forces de frettage sont mesurees par l'utilisation conjointe de la diffraction des rayons x et des tests de micro-durete vickers. Les tests de micro-durete provoquent une fissuration de la ceramique le long de la generatrice (fissures selon la generatrice) et selon sa perpendiculaire (fissures circonferencielles). Une relation lineaire a ete trouvee entre la longueur des fissures circonferencielles et les contraintes residuelles determinees par diffraction des rayons x, le long du substrat metallique. Cette relation lineaire et la longueur des fissures selon la generatrice servent a mesurer les forces de frettage sur chaque echantillon cylindrique

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Mercurin, Romuald. "Les Alpes-Maritimes à l'âge du bronze et au début de l'âge du fer : bilan documentaire critique, mobilier céramique et métallique, dynamiques." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0437.

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Abstract:

L’objet de cette étude est avant tout de dresser un bilan documentaire critique des données archéologiques concernant l’âge du Bronze et le début de l’âge du Fer (v. 2100-600 av. J.-C.) dans l’extrême Sud-Est de la France. À l’aune du renouvellement des recherches sur ces périodes en Provence, la révision du mobilier céramique et métallique permet de proposer des ébauches de typochronologies, lesquelles constituent, avec quelques mesures radiométriques, le socle à partir duquel peut être réalisé l'ordonnancement chronologique des 184 sites retenus. Les nombreuses incertitudes liées à la nature de la documentation, de même que la résolution chronologique encore faible pour la période et l'espace considérés, n’autorisent cependant qu’un traitement statistique limité des données.Les résultats obtenus offrent néanmoins la possibilité d’établir un cadre chronologique actualisé et d’aborder la question des dynamiques qui caractérisent la Protohistoire ancienne dans cet espace situé à la charnière des cultures italiques et provençales, qu’il s’agisse des questions de peuplement, de l’identification des voies de communication, des bases sur lesquelles reposait l’économie ou de la nature et de l’évolution des pratiques funéraires et des aspects symboliques. Les tendances dégagées combinées à la prise en compte des composantes culturelles des mobiliers permettent au total de proposer un scénario d’évolution chrono-culturelle et d’identifier une entité « liguro-provençale » relayant, à des degrés divers et selon des directions différentes en fonction des périodes, les influences provenant tout à la fois de France méditerranéenne, d’Italie et de l’aire nord-alpine occidentale The purpose of this study is first and foremost to draught a critical documentary record of the archaeological data relating to the Bronze Age and the beginning of the Iron Age (c. 2100-600 BC) in the extreme South-East of France. In the light of the recent renewal of research on the Bronze Age in Provence, the revision of ceramic and metal wares makes it possible to propose drafts of typochronologies which, with some radiometric measurements, form the base from which the chronology of the 184 sites selected can be realized. The numerous uncertainties related to the nature of the documentation, as well as the still low chronological resolution for the period and the space considered, permit only a limited statistical processing of the data.The results obtained nevertheless offer the possibility to establish an updated chronological framework and to address the question of the dynamics that characterize the ancient Protohistory in this space located at the hinge of the Italian and Provencal cultures, be it the organization and the evolution of settlement patterns, the identification of possible channels of communication, the bases on which the economy was founded, or the nature and evolution of funeral practices and symbolic aspects. Ultimately, the resulting trends combined with the cultural components of the ceramic and metal wares allow to propose a scenario of chrono-cultural evolution and to identify a "Liguro-Provençal" entity relaying, to different degrees and in different directions depending on the period, influences from both Mediterranean France, Italy and north-western Alpine area

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Li, Xiaolei. "Revêtements à base de titane de substrats plans d'oxydes céramiques (silice, alumine et mullite) : interaction revêtement-matrice métallique (Al, Ti)." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10129.

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Abstract:

Des revetements a base de titane de substrats plans (silice, alumine et mullite) sont realises par un procede cvrd, de 600 et 800c, durant 1 a 170 heures. D'apres les analyses de xrd, epma et xps, quels que soient le substrat et les conditions de traitement, les revetements sont constitues de deux couches la couche interne est une phase intermetallique bien identifiee dans le cas de la silice et de l'alumine, comme etant respectivement constituee de ti#5si#3 et de ti#3al ayant dissout quelques % d'oxygene et la couche externe, constituee d'un oxyde de titane attribuable a tio quand l'epaisseur est inferieure a 2 um, et a tio#x riche en titane dans le cas contraire. Cet oxyde de titane correspond notamment a la phase ti(o) pour le substrat de silice. L'etude des aspects thermodynamiques de l'interaction de ti-sio#2 et ti-al#2o#3 est effectuee soit experimentalement a partir des melanges de poudres traitees entre 700 et 1300c, soit theoriquement par calcul de minimisation de l'enthalpie libre sur les systemes ti-si-o et ti-al-o entre 700 et 1300c. Nous en concluons que le systeme revetement-substrat est en equilibre metastable dans le cas de la silice mais hors equilibre dans le cas de l'alumine. D'autre part, la morphologie des revetements est mise en evidence par microscope optique, sem et les images x. Sur la base des resultats precedents, une interpretation des mecanismes de croissance de revetement est proposee. Les energies d'activation e#a et les facteurs de frequence k#0 sont calculees pour les trois types de substrats. Enfin, le comportement chimique des substrats d'oxyde ceramiques revetus vis-a-vis de la matrice d'aluminium ou de titane, apres l'incorporation par un procede de squeeze-casting ou par frittage a froid, sont caracterises a l'aide de l'epma

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Tingaud, David. "Contribution au contrôle du frittage SHS de composites à matrice intermétallique et de céramiques de type oxyde." Limoges, 2006. http://www.theses.fr/2006LIMOA001.

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Kremer, Arnaud. "Étude du choix structurel d’outils coupants en diamant revetu ou polycristallin massif pour l’usinage compétitif et environnemental des composites à matrice métallique et renfort céramique particulaire (CMMP AI/SiC. )." Paris, ENSAM, 2009. http://www.theses.fr/2008ENAM0009.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d’étudier l’usinabilité des CMMp comme matériau de structure en substitution aux alliages réfractaires et de comprendre les mécanismes générateurs de poussière inhérents à leur usinage à sec. Les différents niveaux de chargement en céramique du CMM (5, 15, 25, 35 % de SiCp) ainsi que la variété d’outils PCD et des revêtements diamants nanostructurés étudiés, a permis d’évaluer dans un premier temps le choix structurel d’outillages en liaison avec la faisabilité industrielle de leur usage en usinage grande vitesse à sec d’un CMM Al/SiC. L’étude de faisabilité et la préconisation d’outillages ont été effectuées en prenant en compte des critères énergétiques et de qualité structurelle et environnementale. Les modes d'endommagement ainsi que les performances d’outils coupants ont été observés et analysés lors d'essais d’usure accélérée et de durabilité. La présence d'une usure adhésive suivie d’un mode abrasif de consommation d’interface accroit l’importance de la structure de l’outil (homogénéité, multiplicité des interfaces …) L'émission de poussière est enfin analysée en fonction de la modification structurale du matériau composite (traitement thermique) et du taux de renfort. La durabilité environnementale de son usinage est aussi évaluée par une analyse de la durée de vie des outils coupants. Le processus de génération de poussière est fortement lié au comportement des outils, et à la prédominance des phénomènes de friction qui prennent naissance à l’interface outil / copeau The objective of this work is to study the machinability of CMMP as a structural material in substitution for refractory alloys and to understand the mechanisms generating dust related to their dry machining. The different levels of reinforcement of CMM (5, 15, 25, 35% of SiCp) and the variety of PCD tools and nanostructured diamond coatings studied, assessed in a first step the structural choice of tools in relationship with the industrial feasibility of their use in high speed dry machining of CMM Al / SiC. The feasibility study and recommendation tool were made taking into account different criteria: the energy, the structural and environmental quality. Damage modes and the performance of cutting tools have been observed and analyzed in tests of wear and durability. The presence of adhesive wear mode followed by an abrasive consumption interface increases the importance of the structure of the tool (homogeneity, multiple interfaces. . . ) The dust emission is finally analyzed in terms of structural modification of the composite material (heat treatment) and the reinforcement rate. Environmental sustainability of its machining is also assessed by an analysis of tool life. The process of dust generation is strongly related to tools behaviour, and the predominance of friction phenomena that arise at the tool / chip interface

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Demeyer, Floriane. "Élaboration d’un matériau composite à matrice carbone/hétéroélément métallique par MOCVD/MOCVI." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0359.

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Abstract:

Les composites à matrice céramique (CMC) sont des matériaux couramment utilisés dans l’industrie aéronautique et spatiale. L’objectif de ce travail est l’élaboration d’un composite à matrice carbone contenant un hétéroélément métallique (M) incorporé par voie chimique en phase gazeuse.A partir de précurseurs organométalliques (MO), des co-dépôts par voie chimique en phase vapeur (CVD ou MOCVD) ont été réalisés sur substrats plans et filamentaires dans le système M-O-C. La cinétique de dépôt, la composition chimique, la nature des liaisons chimiques ainsi que la structure cristallographique des dépôts ont été caractérisées en fonction de différents paramètres procédés (température, pression, débit et composition de la phase gazeuse).Après avoir sélectionné un précurseur organométallique et une technique d’entraînement adaptée, l’injection de liquide directe (DLI), des substrats poreux ont été infiltrés en phase vapeur (CVI ou MOCVI). Des substrats avec des pores modèles ont permis d’étudier les paramètres d’infiltration et de définir un premier modèle de prévision de l’infiltration de M O C Ceramic matrix composites (CMC) are commonly used materials for the aeronautics and space industry. The aim of this work is the fabrication of a carbon matrix composite containing a metal heteroelement (M) incorporated from chemical vapour route.Co-deposits were made from metal organic precursors (MO) by chemical vapour deposition (CVD or MOCVD) on plane and filamentary substrates in the M-O-C system. Deposition kinetics, chemical composition, chemical bonding nature and crystallographic structure of the deposits were characterized from different process parameters (temperature, pressure, flow and gas phase composition).A metal organic precursor and an appropriate liquid precursor carrying technology as direct liquid injection (DLI) have been selected. Porous substrates were infiltrated from chemical vapour infiltration (CVI or MOCVI). Infiltration parameters were investigated and a M O C infiltration prediction model was defined thanks to samples with model pores

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Ikhloufi, Ahmed El. "Contribution à l'étude des contraintes à l'interface céramo-métallique Ni-Cr (Mo, Si) / SiO2Al2O3K2O : influence des conditions de préparation de recuit et de dépôts multiples." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT016G.

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Abstract:

Etude des contraintes residuelles interfaciales d'un complexe ceramo-metallique ni-cr(mo,si)/sio::(2)-al::(2)o::(3)-k::(2)-o. La methode de determination par diffraction des rx a permis de suivre l'evolution des contraintes a l'interface au cours des traitements de recuit et de depot. L'influence des conditions de prepration des surfaces (polissage, preoxydation. . . ) sur l'etat de contrainte est examinee. On determine egalement une correspondance entre les contraintes et les figures d'indentations de la ceramique

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Bressolles, Jean-Claude. "Elaboration et caracterisation microstructurale de couches ceramiques supraconductrices YBa2Cu3O7-x sur substrat métallique." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30177.

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Abstract:

Des couches supraconductrices epaisses (60-90 m) ont ete elaborees sur acier refractaire et sur cuivre. La methode originale de preparation implique une preparation de la surface du metal, une sedimentation de poudres, un pressage et un frittage a haute temperature. Les couches sont obtenues par cosedimentation de poudres yba#2cu#3o#7#-#x et ag. Elles sont directement en contact avec le substrat. Dans le cas d'un substrat en acier, l'accrochage de la couche est assure par la creation a la surface du metal d'une macrorugosite. Les couches presentent une temperature critique de 95 k et une densite de courant critique a 77 k de 200 acm#-#2. L'analyse de la section transverse fait apparaitre a l'interface metal-ceramique un film tres mince (1 m) a base d'oxydes mixtes de ba et al. La dispersion des particules d'argent est homogene sans qu'il y ait une interaction decelable entre yba#2cu#3o#7#-#x et ag. Sur un support en cuivre, la difference essentielle reside dans le developpement d'une couche intermediaire de cu#2o pendant le frittage en atmosphere d'oxygene. Malgre cela, l'adherence et les proprietes electriques sont preservees. Cependant l'existence d'une microfissuration entraine une diminution de la densite de courant critique. L'adherence de la couche ceramique au substrat en acier resulte de l'existence d'un film tres mince qui assure la continuite entre le metal et la ceramique et d'un bon comportement mecanique de la couche au cours du refroidissement lie a la presence d'argent. La diffraction des rayons x a haute temperature montre que l'argent accommode les contraintes induites par les variations de temperature. Dans le cas du cuivre, l'argent joue un role encore plus crucial pour preserver la flexibilite de la couche. L'addition d'argent conduit a une meilleure jonction entre grains. Les bonnes proprietes electriques sont dues egalement au fait que les grains sont orientes au cours du pressage. Enfin l'analyse chimique microstructurale montre que la diffusion des elements du substrat est limitee ce qui evite l'alteration des proprietes electriques

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Macke, Thierry. "Développement et validation d'une méthode de caractérisation au choc des matériaux : application à l'étude du comportement à la rupture de matériaux composites à matrice céramique et ou métallique." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10517.

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Abstract:

Une methode basee sur l'analyse dynamique d'un essai de choc en flexion trois points sur eprouvette entaillee a ete developpee et validee. Son utilisation particulierement adaptee aux materiaux semi-fragiles permet la determination de facteurs critiques representatifs de la tenacite dynamique des materiaux. L'extension de cette methode au domaine de la propagation de la rupture a pu etre envisagee dans le cas des materiaux elastiques endommageables et conduit a la determination des courbes de resistance a la fissuration. L'application des differents aspects de la caracterisation a divers types de materiaux composites a matrice ceramique ou/et metallique montre l'interet de la methode pour mettre en evidence les effets de chaque parametre des composites (nature des fibres et matrice, structure fibreuse, traitements interfaciaux. . . ) sur leur comportement a la rupture

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Rieu, Mathilde. "Préparation par voie sol-gel et caractérisation d'une cellule complète SOFC sur support métallique poreux." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/640/.

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Abstract:

Les potentialités de la voie sol-gel sont utilisées pour mettre en forme un empilement de revêtements de matériaux actifs SOFC (anode, électrolyte, cathode) sur support métallique poreux. Cependant, l'utilisation d'un métal implique une limitation des traitements thermiques à 800°C afin de conserver ses propriétés mécaniques et de limiter sa corrosion. La densification de l'électrolyte n'étant pas possible à cette température, la démarche consiste à préparer deux demi-parties : l'anode sur le métal poreux et la cathode sur l'électrolyte, avant assemblage à l'aide d'une colle céramique. Les matériaux actifs du cœur de pile sont tous synthétisés par voie sol-gel et leurs propriétés fonctionnelles sont évaluées. Le matériau d'anode (NiO-YSZ) est déposé directement par trempage-retrait du métal support dans une barbotine composite. La demi-cellule électrolyte (YSZ) / cathode (La2NiO4+delta) est ensuite réalisée par le même procédé. Après assemblage des deux demi-parties, les premières cellules complètes SOFC sur support métallique poreux sont fabriquées. Les performances électrochimiques sont encore à améliorer mais la faisabilité d'une cellule à métal poreux support est démontrée dans le cadre de cette thèse In this work, sol-gel route is used to shape ceramic films (anode, electrolyte, cathode) onto a porous metal support in order to prepare Metal Supported Solid Oxide Fuel Cells. However, the use of a metal forbids thermal treatments above 800°C in order to retain mechanical properties and to avoid corrosion. Electrolyte densification is not possible at such a low temperature, so the strategy is to prepare two half parts: anode onto porous metal on one part and cathode onto electrolyte on the other part, before assembling both parts with a ceramic paste. Electrodes and electrolyte materials are synthesized by sol-gel route and their physico-chemical properties are evaluated. In order to shape the anode (NiO-YSZ), the porous metal support is dipped into an optimized anode slurry composition. Half cathodic cell is separately prepared by dip-coating YSZ into a La2NiO4+delta slurry. The two half parts are then assembled in order to prepare the first metal supported solid oxide fuel cells. Electrochemical performances have to be improved but the feasibility of the metal supported cell is clearly demonstrated in this work

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Helary, Doriane. "Étude de couches dorées sur matières vitreuses : application aux tesselles à feuille d'or et aux céramiques glaçurées à décors de lustres dorés." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001345.

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Abstract:

Les tesselles à feuille métallique et les lustres à reflets "dorés" (au sens de l'aspect coloré et métallique) sont deux procédés de décoration datant de l'Antiquité. Aujourd'hui, ces deux types de produits connaissent un net regain d'intérêt et les tentatives de reproduction sont très nombreuses. L'objectif de ce travail de thèse est d'abord d'analyser les caractéristiques physico-chimiques de la couche micrométrique "dorée" ainsi que celles du système couche/matières vitreuses obtenu. Une étude est également menée en modélisation numérique, sur l'apparition des défauts engendrés lors de la mise en forme de la tesselle (porosités, cavités "allongées" dans les plans des interfaces et affleurement de la feuille métallique à l'air libre). Ces défauts mettent en péril l'intégrité du produit à long terme. Ce travail fait appel à des domaines d'investigations très diversifiés de la science des matériaux: analyses physico-chimique de couches minces métalliques en milieux isolants (PIXE, RBS, MET, MEB...), rhéologie de systèmes composites, simulation numérique du comportement de tels systèmes (Forge2), propriétés spectro-photo-colorimétriques de surfaces.

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Vert, Romain. "Elaboration par projection plasma d’un revêtement céramique sur un substrat métallique mince et de faible rugosité : usage d’une sous-couche d’adhérence nanostructuréeCo-encadrée par Erick Meillot et Gilles Mariaux." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/ad42416f-2bf9-4745-8e76-b4c77462f0aa/blobholder:0/2011LIMO4044.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ces travaux est de montrer la faisabilité de la réalisation d’un revêtement céramique épais sur un substrat métallique mince ne présentant qu’une faible rugosité de surface. Le système doit fonctionner dans des conditions sévères de températures (850°C) et de contraintes mécaniques (flux de gaz à 70 bars). L’application s’inscrit dans le développement par le CEA du réacteur nucléaire Allégro, réacteur à neutrons rapides à gaz caloporteur. La solution proposée est un dépôt bicouche constitué d’une sous-couche nanostructurée de zircone yttriée, réalisée par projection plasma de suspension et d’un une couche microstructurée épaisse (environ 450 μm) de même composition, réalisée par projection conventionnelle de poudre micrométrique. Le manuscrit présente la méthodologie de l’étude et s’intéresse successivement à la réalisation de la couche nanostrucutrée et à celle du revêtement bicouche. Une attention particulière a été portée à l’étude de l’adhérence de la couche nanostrucutrée, à celle du bicouche et à la liaison entre les deux couches The objective of this work is to show the feasibility of manufacturing a thick ceramic coating on a thin metal substrate with a low surface roughness. The system will operate under severe conditions of temperatures (850°C) and mechanical constraints imposed by gas flow at 70 bars. The application lies within the framework of the nuclear reactor Allegro, a gas-cool fast reactor, developped by CEA. The solution suggested is a double-layer deposit made up of a nanostructure layer (approximately 450-μm thick) of the same composition, by conventional plasma spraying. This manuscript presents the methodology of the study and successively deals with the elaboration of the nanostructure layer and that of the double-layer coating. A particular attention was turned to the adhesion of the nanostructured layer, to that of the double-layer coating and to the link between the two layers

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Etienne, André-Michel. "Modélisation par éléments finis en comportement élastoplastique de multicouches céramo-métalliques." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT045G.

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Abstract:

Cette étude concerne la mise en place d'un programme de calcul par éléments finis dans le but de modéliser des assemblages de céramiques thermomécaniques avec des alliages métalliques. Plusieurs problèmes sont à considérer : tout d'abord, les contraintes générées par la fabrication de tels assemblages à haute température, par brasure ou autre; ensuite, les contraintes éventuelles de fonctionnement. Ces problèmes se posent dans le cas d'un échangeur thermique pour turbines à gaz. Pour traiter ces différents cas, il a été nécessaire de mettre en place des modèles non linéaires adaptés à la plasticité, et suffisamment puissants pour pouvoir tourner sur microordinateur. Une étude sur différents modèles de mécanique de la rupture a été entamée. Efin, un mailleur automatique intéractif a été concu pour faciliter les entrées de données.

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Pastre, Sybille. "Etude prospective et compréhension physico-chimique des renforts pour matériaux composites à base métallique argent dans les appareils électriques." Lille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LIL10153.

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Abstract:

Cette étude s'inscrit dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec Schneider Electric et le Laboratoire de Cristallochimie et Physico-chimie du Solide à Villeneuve d'Ascq. Ce sujet porte sur la compréhension et l'amélioration des propriétés physico-chimiques des céramiques à base d'oxyde d'étain utilisées comme renfort dans les pastilles de contact à base métallique argent. En effet, les pièces de contact électriques font l'objet de sollicitations thermomécaniques qui détériorent la structure initiale, donc dégradent les propriétés d'emploi. L'élaboration du renfort Sn02 dopé CuO selon deux voies de synthèse différentes (Pechini et attrition) permet d'obtenir des poudres dont la taille des particules est inférieure au micron. Les analyses de surface des poudres dites Pechini mettent en évidence une ségrégation du cuivre vers la surface de Sn02 sous ses deux états de valence, alors qu'avec les poudres attritées le cuivre se situe à la surface des particules de Sn02 sous la forme CuO. L'utilisation de telles poudres améliore la densification des renforts frittés à 933°C. L'étude est poursuivie avec Sb203 qui améliore la conductivité électrique du renfort SnO2-CuO. Les matériaux composites fabriqués avec une poudre de renfort fine présentent une microstructure plus homogène et une meilleure aptitude au frittage que ceux élaborés avec des poudres plus grossières. Cela a comme conséquence l'augmentation de la dureté Vickers et permet une nette amélioration des performances des pastilles de contact lors des essais électriques, en particulier pour ce qui a trait à l'endommagement causé par la soudure The present work is part of a collaboration between Schneider Electric (CIFRE fundings) and the Laboratoire de Cristallochimie et Physico-chimie du Solide in Villeneuve d’Ascq. The aim was to better understand and to improve the physicochemical properties of tin dioxide based ceramics use as a reinforcement in electric contacts made of metallic silver matrix. Indeed, electric contacts can be damaged by thermomechanical constraints, thus leading to a deterioration of the properties. The development of CuO doped Sn02 reinforcement using two different methods of synthesis (Pechini and attrition) allows to obtain powders with particle size lower than the micron. Surface analysis of powders (so called Pechini) shows a migration of copper, in its two valence states, towards the surface of Sn02 particles, whereas with powders resulting from attrition, the copper, in the form CuO, is located at the particles surface of Sn02. The use of such powders, obtained with both methods improves the densification of sintered reinforcements at 933°C. The study is carried on with Sb203 which improves the electric conductivity of CuO doped Sn02 reinforcement. Composite materials made of fine reinforcement powders presents not only a microstructure which is more homogeneous, but alsoa better sintering capability than those elaborated with coarse-grained powders. Finally, the manufacture of fine powders has the consequence of an increase of the Vickers hardness and of clearly improving the performance of the contacts, during electrical tests, especially when it is damaged by the welding process

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Laurent, Véronique. "Mouillabilité et réactivité dans les systèmes composites métal/céramique : étude du couple Al/SiC." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0115.

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Abstract:

Etude experimentale du mouillage par la methode de la goutte posee et par une methode tensiometrique d'immersion-emersion. Analyse chimique et structurale des interfaces par spectrometrie auger, microsonde, microscopie electronique a balayage et en transmission. Influence de la temperature (973-1173k), de la composition de la phase metallique(additions de si, ti, cu et sn) et des traitements de surface de sic (recouvrement par des couches de silice ou carbure sur la cinetique de mouillage. Interpretation et generalisation des resultats par une approche thermodymique

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Auger, Jean-Marc. "Etude de la frittabilité de composites céramique-métal (alumine-acier inoxydable 316L) - Application à la conception et à l’élaboration de pièces multimatériaux multifonctionnelles architecturées." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2010. http://www.theses.fr/2010EMSE0566/document.

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Abstract:

L’étude porte sur l’élaboration et la caractérisation des propriétés mécaniques de composites architecturés alumine / acier inoxydable 316L. Les matériaux obtenus sont doublement composites dans le sens où ils sont constitués d’un empilement de couches successives (architecture), chacune de ces strates étant elle-même un composite métal/céramique dispersé. Les différents aspects abordés concernent l'élaboration de monolithes composites dispersés par métallurgie des poudres, la détermination des propriétés mécaniques des architectures par mesure et simulation numérique, et la problématique de la réalisation de composites architecturés. L'observation des monolithes a mis en évidence un effet inhibiteur du carbone sur la densification de l'alumine lors du frittage. Des interactions complexes relient le carbone (issu d'un déliantage incomplet), l'acier (et sa microstructure) et le chrome, agissant sur la densité de ce type de matériau, et rendant l'élaboration délicate. Des lois de comportement ont pu être obtenues pour ces composites dispersés, par une approche double mêlant calculs d'homogénéisation (pour l'élasticité) et modèle analytique basé sur des mesures expérimentales (pour la plasticité). Ces lois ont permis la modélisation par éléments finis d'un choc plan à faible énergie sur différentes architectures composites en couches. La comparaison de ces résultats avec des essais expérimentaux a mis en évidence que la présence d'une architecture améliore la résistance au choc par rapport aux monolithes, ainsi que certains paramètres agissant sur la tenue au choc, comme l'épaisseur globale du matériau This study deals with forming and mechanical properties characterization of structured composites constituted from alumina and 316L stainless steel. Materials obtained can be considered twice composites, as they are made successive layers (structure), each one being a dispersed ceramic/metal composite by itself. The different aspects of this work cover monolithic dispersed composites elaboration through powder metallurgy, architectures mechanical properties determination through both measurements and numerical simulation, and problems linked to layered composites production. Experiments on monolithic composites have evidenced an inhibiting effect linked with carbon presence on alumina densification during sintering. Complex interactions happen between carbon (residues from imperfect debinding), steel (and microstructures thereof) and chromium, resulting in altered densification, which renders elaboration difficult. Mechanical behaviour laws could be obtained for these dispersed composites, using both behaviour homogenization (for plasticity) and analytic models based on experiments (for plasticity). These laws allowed finite elements modelisation of low energy plane versus plane impact tests for varying layered architectures. Comparison with experimental tests showed that layered structures increase impact resistance compared to monolithic composites, and allowed to determine some parameters, like parts thickness, susceptible to improve it. In spite of imperfect connexion between experimental data and numerical simulation, the latter is sufficient in order to optimize architecture choice

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Dolay, Aurélien. "Développement et caractérisations de fibres piézoélectriques à âme métallique pour applications aéronautiques." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00991950.

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Abstract:

Pour les applications aéronautiques, les fibres en céramique piézoélectrique à âme métallique permettent d'imaginer des solutions pour avoir des dispositifs actifs et des capteurs complétement intégrés dans des structures, telles que les composites renforcés par des fibres.La démarche de cette étude est d'élaborer et de caractériser de telles fibres qui présentent de nombreux avantages : l'activation en mode radial permet d'utiliser de faibles tensions de commandes, l'utilisation d'un cœur et d'une matrice conducteurs permet de s'affranchir du dépôt d'électrodes et de garantir leur continuité, la présence d'un coeur métallique améliore la résistance mécanique de la fibre, l'utilisation sous forme de fibres fines et longues permet de l'intégrer à des profils de formes complexes sur de grandes longueurs. Dans un premier temps, le procédé d'enduction est utilisé pour la réalisation de ces fibres en déposant des particules céramiques à base de titano-zirconate de plomb (PZT) sur des fils de platine. Le développement et l'optimisation d'un procédé multicouche permet de réaliser des fibres avec des épaisseurs parfaitement contrôlées pour obtenir les capacités de déformations optimales en alternant des cycles dépôt/traitement thermique avant une opération de frittage finale. La caractérisation d'échantillons massifs traités dans les mêmes conditions permet de s'assurer des propriétés piézoélectriques atteintes pendant les différents traitements thermiques. Les caractérisations électromécaniques réalisées sur les fibres permettent de vérifier le comportement en tant qu'actionneur et que capteur, bien qu'il s'avère difficile de remonter aux caractéristiques intrinsèques des fibres.Dans un second temps, une réflexion est menée sur les moyens à mettre en oeuvre pour envisager un développement à grande échelle de ce type de fibre. Dans ce sens, des expérimentations sur la mise en place du procédé continu de coextrusion avec un polymère chargé sont menées, de même que sur la réduction de la température de frittage à l'aide d'additifs pour substituer les fils en platine, mais aussi sur la réduction du temps de frittage à l'aide de techniques non conventionnelles comme le frittage laser et le frittage micro-ondes. Ces investigations ouvrent des pistes sérieuses pour imaginer une production continue de fibres piézoélectriques à âme métallique.Enfin, des travaux de modélisation par éléments finis du comportement de ces fibres, intégrées ou non dans une structure, permettent de mettre en évidence l'influence du dimensionnement des fibres sur les déformations résultantes, en fonction notamment de l'épaisseur du matériau actif déposée et des propriétés élastiques des différents éléments. Différentes configurations sont imaginées pour utiliser ces fibres dans des structures en tant qu'actionneur et capteur.

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Pech, Jérôme. "Peroxydation générée par jet de plasma d'arc soufflé. Relation entre surface, oxydation et adhérence de dépôt." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/2000ROUES018.

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Abstract:

La réalisation de dépôts céramiques par jet de plasma d'arc soufflé sur des surfaces métalliques s'articule autour de trois étapes, que sont la préparation mécanique, le préchauffage et enfin le recouvrement proprement dit des substrats. Pour des applications à fortes sollicitations tribologiques, les dépôts doivent présenter la meilleure adhérence possible. Ce paramètre essentiel, permettant d'apprécier la qualité des revêtements, dépend fortement de chacune de ces étapes. Parmi elles, le préchauffage, résultant d'une exposition contrôlée des surfaces au jet de plasma, est d'un intérêt tout particulier. Les caractéristiques du milieu plasmagène sont en effet telles, que le préchauffage est synonyme de préoxydation. Aussi cette étude porte-t-elle d'une part sur la caractérisation physico-chimique et la structure des couches d'oxydes formées, afin notamment d'améliorer la maîtrise de l'étape de préchauffage. Elle s'intéresse d'autre part aux relations existant entre la nature de la surface à recouvrir, les oxydes formés et ultérieurement l'adhérence des dépôts céramiques génères sur les sous-couches d'oxydes. Afin de mieux cerner le rôle joué par ces sous-couches, une approche bibliographique préliminaire essaie d'isoler les effets liés à la température comme à la topographie des surfaces sur la morphologie des particules écrasées. Elle rappelle par ailleurs les résultats établis sur l'adhérence de dépôts céramique et définit les trois paramètres décrivant l'étape de préchauffage (vitesse de montée en température, température de palier et durée de préchauffage). Trois substrats métalliques à base fer ferritiques ou austénitiques, connus pour leurs propriétés cristallographiques et mécaniques différentes, mais aussi pour la diversité des oxydes susceptibles d'être rencontrés, ont été choisis. Parmi les techniques d'investigation, la diffraction des rayons X et la spectrométrie Mössbauer sont les deux techniques complémentaires les plus adaptées. Les résultats expérimentaux s'articulent alors autour de trois axes principaux, la reproductibilité des traitements de préchauffage, l'incidence des préparations mécaniques et les relations existant entre oxydes et adhérence.

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Amara, Dehman. "Assemblage structural collé alumine-acier 304L : propriétés superficielles des substrats et adhérence." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT005G.

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Abstract:

On évalue l'adhérence d'un assemblage céramique (alumine)/métal (acier inoxydable 304L) collé à l'aide d'un adhésif structural époxyde (Araldite AV119). La résistance de l'assemblage collé est mesurée par des tests de rupture : tests de cisaillement et d'arrachement. Pour améliorer l'adhésion de la colle sur les substrats metallique et en céramique, Différents traitements de surface (mécanique, chimique et thermique) sont mis en oeuvre. La caractérisation topographique et physico-chimique des surfaces collées est effectuée par différents moyens: rugosimetrie tridimensionnelle, test de la goutte sessile pour la mesure de l'énergie libre de surface, ESCA pour l'analyse chimique des éléments de surface et la microscopie électronique à balayage. Selon le traitement de surface utilisé. On examine l'influence des différents paramètres de surface tels que les coefficiants de rugosité et la morphologie de surface, L'énergie superficilelle et la nature chimique de la surface sur l'adhérence de l'assemblage. Ainsi, on développe des relations entre les paramètres de rugosité et la contrainte à la rupture de l'assemblage lorsque les surfaces présentent une même morphologie. Celle-ci^participe fortement dans les phénomènes de mouillage de la surface par l'adhésif et dans la rupture (dans le cas du cisaillement) des liaisons interfaciales adhésif/substrats. La caractérisation mécanique des deux interfaces révèle que la liaison adhésif-métal est la plus faible, La rupture de l'assemblage colle céramique/métal se produit alors à travers celle-ci.

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Liens, Aléthéa. "On the potential of Ti-based Bulk Metallic Glasses and Ce-TZP zirconia composites for the development of innovative dental implants." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI117.

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Abstract:

Récemment, la réduction de taille des dispositifs implantés est devenue une tendance majeure de l’implantologie dentaire moderne. Cependant, elle nécessite le développement de matériaux présentant de fortes résistances mécaniques. Le titane et ses alliages, matériaux dentaires de référence, semblent avoir atteint un plateau en termes de propriétés mécaniques, ce qui peut limiter leur utilisation pour une telle stratégie. Les alliages métalliques amorphes à base de titane constituent une classe unique de matériaux présentant de fortes limites d’élasticité qui en font des candidats potentiels pour la réalisation de pièces implantables de petit diamètre. Nous assistons aussi à un intérêt croissant pour les implants en céramiques. La couleur blanche de la zircone yttriée (Y-TZP), combinée à sa capacité unique de résistance par transformation de phase en ont fait un matériau de choix pour la réalisation d’implant dentaires plus esthétiques. Cependant, la zircone yttriée peut être sensible à un mécanisme de dégradation à basse température en milieu aqueux, qui a pu susciter certaines inquiétudes. De plus, même si elle est plus résistante que la plupart des autres céramiques, elle reste un matériau élastique-fragile, sans plasticité, et donc sensible à la présence de défauts. Différentes céramiques dopées à l’oxyde de cérium (Ce-TZP) ont été développées au cours des dernières années et certains de ces matériaux ont montré une ténacité considérable et une plasticité de transformation significative comparées aux céramiques conventionnelles. Cette combinaison de propriétés en fait des candidats potentiels pour la réalisation d’implants dentaires esthétiques, comme alternatives crédibles à la 3Y-TZP. Durant ce travail de thèse, le potentiel de ces deux matériaux, pour deux applications différentes a été étudié. La première application concerne la réalisation d’implants dentaires mini-invasifs en remplacement du titane. La seconde application est centrée sur la réalisation de nouveaux implants esthétiques en céramique, plus tenaces et plus fiables, en remplacement de la 3Y-TZP. La première partie de ce travail sera axée sur le verre métallique Ti40Zr10Cu36Pd14. Le potentiel de ce verre métallique pour la fabrication de futurs implants mini-invasifs sera démontré et sa plus-value en termes de résistance à la fatigue comparé aux titanes biomédicaux conventionnels sera mise en évidence. Le rôle des éléments d’alliage tels que l’étain et le silicium sur les propriétés globales de l’alliage, telles que la cytocompatibilité et la résistance à la corrosion, sera également analysé. La deuxième partie de ce travail portera sur un nouveau composite à base de Ce-TZP. La résistance mécanique de ce matériau sera évaluée et comparée à la 3Y-TZP. De plus, sa plasticité de transformation unique et ses conséquences sur le comportement mécanique de ce matériau seront approfondies et décrites à l’aide d’expériences originales Recently, dental implant downsizing has become one major trend in modern implantology but it requires the development of materials with improved mechanical resistance. Never- theless, titanium and its alloys, the gold standard dental materials, seem to have reached a plateau in terms of mechanical properties, which may limit their use for such strategy. Amorphous titanium-based metallic alloys are a unique class of materials showing high mechanical and fatigue properties, good corrosion resistance and a relatively low Young’s modulus, which thus make them potential candidates for the realization of such-small diameter implantable pieces in substitution to polycrystalline titanium. There is also a growing trend to use ceramic implants in dentistry. In particular, the white color of Yttria-Tetragonal Zirconia Polycrystal (Y-TZP) materials combined with their unique transformation toughening ability have made them materials of choice for the realization of metal-free, aesthetic dental implants. However, ageing of Y-TZP ceramics in aqueous environments may be a concern and even if strongest than many other ceramics, Y-TZPs still remain elastic-fragile with a sensitivity to the presence of defects. Various Ceria-doped based zirconia ceramics have been developed over the past years, in particular during two recent European projects led by MATEIS and Anthogyr. These materials may be highly resistant to flaws with a considerable toughness and an unusual transformation- induced ductility. This unique combination of properties makes them potential candidates for the realization of ceramic dental implants, as an alternative to 3Y-TZP. Within this PhD work, the potential of the two materials for (i) the realization of less invasive implants to replace titanium alloys on one hand, and (ii) aesthetic and more reliable ceramic implants as alternative to 3Y-TZP on the other hand, will be studied. The first part of this work will be focused on Ti40Zr10Cu36Pd14 metallic glass. The potential of this amorphous alloy for future implantable devices fabrication is assessed in terms of ion release in relevant media, corrosion resistance, biocompatibility and fatigue resistance, with a comparison to the benchmark conventional biomedical grade Ti alloys. The role of Sn and Si alloying elements on the overall properties of the alloy will be also analyzed. The second part of this work will deal with a new Ce-TZP based composite. Mechan- ical characterization and fatigue resistance will be evaluated and compared to 3Y-TZP material. Furthermore, the transformation-induced plasticity of this composite will be better understood, thanks to original experiments, in order to validate its reliability and its absence of potential damage under stress. All the results may open new perspectives in the future of dental applications

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Vives, Serge. "Synthèse et caractérisations de matériaux composites zircone/tungstène." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20012.

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Abstract:

Les composites ceramique-metal (zircone-tungstene) ont ete prepares par une technique sol-gel, en utilisant un procede a trois etapes. La premiere est la synthese d'un precipite amorphe obtenu par hydrolyse d'une solution contenant les sels metalliques de chaque phase. Nous avons caracterise la surface specifique du precipite, les charges electriques (point isoelectrique) des particules, ainsi que la structure (spectrometrie infrarouge). La seconde etape est la reduction de ce precipite sous un melange gazeux hydrogene-argon qui conduit a la formation de la poudre composite ceramique-metal. Cette reduction a ete etudiee par atg, atd, meb et diffraction des rayons x. La troisieme etape est la densification de cette poudre par frittage conventionnel et frittage sous charge. L'evolution de la taille des grains, la densite finale, la porosite et le retrait lineaire ont ete etudies en fonction du pourcentage volumique en tungstene. Les proprietes electriques de ces cermets repondent au phenomene de percolation et ont ete etudiees par impedance complexe

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Fayeulle, Dominique. "Elaboration et étude de révêtements céramiques à sous-couche d'accrochage cellulaire pour la protection chimique et thermique de composants de turbomachines." Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0149.

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Abstract:

Etude d'un nouveau procédé de fabrication des barrières thermiques fondé sur le dépôt électrophorétique d'une couche métallique (nicraly+ta) pour obtenir des sous-couches d'accrochage par aluminisation en phase vapeur avant la réalisation des barrières thermiques par projection plasma de zircone partiellement stabilisée. On analyse les propriétés des produits réalisés par ce procédé et leur potentiel d'application pour la protection des composants de turbomachines

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Marot, Guillaume. "Modélisation de l'essai d'indentation interfaciale et confrontation aux essais normalisés pour la détermination de l'adhérence de revêtements obtenus par projection thermique." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Marot.pdf.

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Abstract:

Déterminer l'adhérence de revêtements est un problème complexe à traiter. L'essai d'indentation interfaciale est proposé depuis plusieurs années comme une alternative aux essais les plus pratiqués. La formulation analytique mise au point au Laboratoire de Mécanique de Lille commence à se diffuser largement. Dans le travail présenté ici plusieurs aspects ont été traités dans l'objectif de mieux comprendre les influences de la rugosité, de l'épaisseur de revêtement et des contraintes résiduelles. Outre la mise au point d'un protocole d'essai et d'analyse rigoureux, le travail a consisté à pousser la modélisation aux éléments finis amorcée dans une précédente thèse. Dans la pratique, il n'est pas possible de faire évoluer indépendamment contraintes résiduelles et épaisseur alors que la modélisation le permet. Ainsi nous montrons que, à épaisseur donnée, l'augmentation des contraintes résiduelles de compression dans le revêtement joue un rôle bénéfique pour limiter l'extension de la fissure à l'interface. En dehors de ce résultat important, la prise en compte du frottement indenteur matériaux à l'interface permet de reconstruire de manière satisfaisante la courbe de fissuration. Le calcul de la ténacité interfaciale qui s'y rapporte est en excellent accord avec le calcul analytique mis au point au laboratoire et, par voie de conséquence, en justifie les hypothèses a posteriori. Le degré de confiance à apporter aux contraintes résiduelles calculées à partir de cette méthode se trouve encore renforcé par les tendances tout à fait similaires obtenues par le calcul de la contrainte moyenne réalisé à partir de la flèche des échantillons après projection.

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Hourdequin, Hélène. "Contribution à la conception et mise en oeuvre de structures de packaging pour la montée en tension des modules de puissance : contraintes sur les isolants." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30357.

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Abstract:

L'électronique de puissance est à l'orée d'une importante évolution avec l'introduction dans les systèmes de nouveaux composants de puissance à semi-conducteur 'grand gap'. En effet, l'évolution de la filière technologique à base de carbure de silicium (SiC) permet le développement de puces de tailles plus petites, capables de fonctionner à plus haute fréquence de commutation, et de supporter des tensions supérieures aux tensions actuelles, restreintes depuis plusieurs dizaines d'années par les propriétés physiques du silicium. L'introduction de ces composants impose par conséquent d'adapter leur environnement pour prendre en compte ces nouvelles performances. D'un point de vue électrique, les contraintes imposées aux matériaux isolants deviennent proches de leurs limites admissibles, notamment dans les configurations de packaging des modules de puissance actuellement utilisées. L'objectif de cette thèse est de proposer une solution originale permettant d'intégrer les composants de tenue en tension 15 kV, actuellement en phase de développement, dans une structure telle que le module de puissance. Après avoir étudié différentes solutions de packaging, l'étude s'est notamment focalisée sur une zone particulière, appelée zone de point triple située à l'intersection entre le substrat isolant, la métallisation et l'encapsulation. Nous proposons, à partir de simulations par la méthode des éléments finis, une nouvelle géométrie du substrat céramique métallisé capable de réduire l'intensité du champ électrique au point triple. La modification de la structure consiste en la création d'une gorge dans le substrat au bord de la métallisation. Cette nouvelle structure optimisée a montré en simulation une réduction remarquable de l'intensité du champ électrique au point triple du fait d'une meilleure répartition des équipotentielles. Après une revue des différentes techniques de réalisation, l'usinage par ultrasons a été retenu, ce mode d'usinage est particulièrement efficace pour des matériaux durs et cassants telles que les céramiques et permet d'obtenir un profil de gravure présentant notamment un excellent alignement du bord du métal avec celui de la céramique. Les résultats expérimentaux sur des échantillons tests ont permis de procéder à des essais montrant des résultats intéressants et encourageants en terme de décharges partielles et de tenue en rigidité électrique.[...] The power electronics is at the beginning of a major evolution by the introduction of new power components semiconductor 'wide bandgap' in the systems. Indeed, the evolution of silicon carbide (SIC) technology allows to develop small chips, which can operate at a higher switching frequency, and support higher voltages than current one, limited during several decades by the physical properties of silicon. Therefore, the introduction of these components must be adapted to their environment in order to take into account these new performances. From an electrical point of view, the stresses imposed on insulating materials are close to their limits, particularly in the packaging configurations currently used in the power modules. The aim of this thesis is to propose an original solution allowing to integrate the 15 KV components currently in development phase, in a structure such as power module. After studying some packaging solutions, the study focused on a particular area, called the triple point between the metallization, the substrate and the encapsulation materials. We propose, from simulations by the finite element method analysis, a new geometry for the metallized ceramic substrate able to reduce the electric field intensity at the triple point. The structure modification consists in the creation of a gap in the substrate at the edge of the metallization. This new geometric structure has shown by simulation a significant reduction of the electric field intensity at the triple point thanks to a better spreading of the equipotential lines. After reviewing several technical manufacturing, ultrasonic machining was selected, this process is particularly efficient for hard and brittle materials such as ceramics and provides an etching profile with an excellent alignment to the edge of the metallization with the ceramic. Experimental results based on samples tests made it possible to carry out tests showing interesting and encouraging results in terms of partial discharges and resistance to dielectric strength. Thanks to the simulation under FEM analysis and after first experimental results, the new geometric structure for the metallized ceramic substrate proposed for the high voltage power modules, seems to be a technologically integrable solution for the optimization of the packaging for the purpose of the voltage rise in module. Moreover, the interest of the proposed solution compared with other published strategies, such as the use of innovative encapsulation materials was discussed, as well as the advantage offered of being able to combine the strengths of two types of approaches

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Cordier, Alexandra. "Sanctuaires et établissements ruraux aux abords de la voie Lyon - Trèves sur le territoire des Lingons." Thesis, Dijon, 2015. http://www.theses.fr/2015DIJOL019/document.

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Abstract:

A partir d'un mémoire du master sur l'étude du mobilier issu du sanctuaire de Beire-le-Châtel « Le Pâtis du Letto » ainsi que de nouvelles études comme celle du matériel provenant du fanum de Lux « Le Bois Giraud », l'ambition de cette thèse est d'appréhender la population qui le long de la voie Lyon - Trèves en pays lingon à l'époque romaine et fréquentent ses lieux de culte. Le mobilier retrouvé dans les sanctuaires a été confronté à celui issu des fouilles d’établissements ruraux, permettant de distinguer fréquentation locale et voyageurs de passage. Enfin, l’étude permet de mettre en avant le rôle des agglomérations – chef-lieu de cité et agglomérations secondaires – et des axes de communication dans la genèse des lieux de culte lingons, mais aussi la place tenue par les établissements ruraux de moyen et fort statut dans mise en place du paysage religieux From a memory of a master on the study of the material from the sanctuary of Beire-le-Châtel "The Pâtis the Letto" as well as new studies such as material from the fanum Lux "Le Bois Giraud", the objective of this thesis is to understand the people who live along the Roman road Lyon - Trier on the civitates of the Lingoni et go on these places of worship. The material found in these sanctuaries was confronted with one of the rural settlements to distinguish local attendance and passing travelers. Finally, the study allows to emphasize the role of settlements - administrative center of the city and secondary towns - and communication routes in the genesis of Lingones’ places of worship but also the place held by the rural settlements of medium and high status in the implementation of the religious landscape

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Apreutesei, Mihai. "Temperature impact on thermal evolution of advanced PVD ceramic and metallic glass thin films : Physico-chemical and microstructural analysis." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0009/document.

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Abstract:

Ces dernières années, les exigences de l'industrie dans le développement de nouveaux matériaux fonctionnels en mesure de résister aux conditions difficiles pendant l'opération d'usinage sont en constante augmentation. Les chercheurs doivent donc trouver de nouvelles solutions pour répondre aux besoins industriels de plus en plus sévères. L’utilisation de revêtement protecteur à la surface de l’outil de coupe est une solution très efficace. Des nouveaux matériaux architecturés sont étudiés pour leurs propriétés mécaniques, physiques et chimiques uniques assurant une résistance aux dégradations de surface dues à la corrosion, l'usure, le frottement; en particulier lorsque ces outils sont utilisés dans des environnements hostiles. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, l'influence de la température sur la stabilité structurale de deux types de films minces déposés par PVD a été étudiée. Des films céramiques et de verre métallique ont été envisagés. Afin de préparer et optimiser ces films, le projet s’est axé sur l'étude de l'influence des conditions de dépôt sur les caractéristiques de croissance du film: composition chimique, structure, morphologie, puis sur les changements ultérieurs des principales propriétés des films minces, à savoir la résistance à l’oxydation et à la cristallisation lors de leur utilisation à hautes températures. Une démarche multi-échelle a été développée pour caractériser au mieux les couches. La première partie du travail est liée aux revêtements céramiques à base de CrN pour donner de nouvelles fonctionnalités et améliorer la surface des outils de coupe dans le but essentiel d'accroître leur durée de vie. La seconde partie du manuscrit est dédiée aux films minces de verres métalliques de Zr-Cu préparés par un procédé de co-pulvérisation magnétron PVD. Le but de cette partie consiste en l’étude de la relation entre la structure amorphe de ces films et leurs propriétés mécaniques. La conservation du caractère amorphe de ces films en température présente également un caractère essentiel. Les verres métalliques ont récemment attiré un fort intérêt car ils présentent des propriétés mécaniques intéressantes à température ambiante. Ils présentent, de ce fait, un grand potentiel pour des applications d'ingénierie en raison de leurs caractéristiques mécaniques et physico-chimiques uniques (haute limite élastique, résistance à la corrosion ...). Pour relier les propriétés mécaniques des couches à l’évolution de leurs microstructures, une partie importante de ce travail a porté sur l’observation de l’évolution de la couche au cours du chauffage au moyen de techniques de caractérisation in situ. Les films minces proposés au cours de ce travail peuvent être envisagées pour un large gamme d’application dans l’ingénierie de surface pour protéger les surfaces et améliorer la durée de vie des matériaux In the recent years the industrial requirements to develop new functional materials able to overcome the severe conditions during machining operation are continuously increasing. Researchers then must find novel solutions to respond to their severe industrial requirements. To coat the tool surface with advanced coatings is the most efficient solution. New nanostructured materials may nowadays exhibit unique mechanical, physical and chemical properties ensuring notable degradation resistance where the surface protection of materials against corrosion, wear, friction or oxidation is a key issue, particularly when operating in hostile environments. Within the scope of this Ph.D. thesis the influence of the temperature on the structural stability of two different PVD ceramic and metallic glass thin films is proposed. The main goal consists in the development of two distinct classes of thin films, with a wide range of properties. In order to prepare these films, the project will be focused on the study on the influence of PVD deposition conditions in the particular film’s growth characteristics: chemical composition, structure, morphology and the subsequent changes in the main properties of the thin films, namely oxidation and crystallization resistance, especially. For that purpose we adopted the multiscale approach. The first part is related to the ceramic CrN-based coatings to give new functionalities and improve the tools’ surface with the primary aim to increase their lifetime. Secondly, new protective materials able to better protect the exposed surfaces against high temperature oxidation have been proposed, namely CrAlN and CrAlYN coatings as will be evidenced in this manuscript. The second part of the manuscript is dedicated to the innovative Zr-Cu thin films metallic glasses prepared by a PVD magnetron co-sputtering method with the objective to investigate the amorphization ability and their structural properties. Their excellent properties at room temperature have recently attracted attention as a new class of materials with great potential for engineering applications due to unique mechanical and physico-chemical characteristics (high elastic strain limit, corrosion resistance…). Finally, an important approach during the course of this thesis was the real time observation of the structure and surface modifications during heating by means of in situ methods. The thin films proposed during the course of the work could be straightforward used as surface engineering solutions to protect and extend the lifetime of the materials and components

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Mouawad, Bassem. "Assemblages innovants en électronique de puissance utilisant la technique de " Spark Plasma Sintering "." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943438.

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Abstract:

L'augmentation des températures de fonctionnement est une des évolutions actuelles de l'électronique de puissance. Ce fonctionnement entraine d'une part des changements de la structure des modules de puissance notamment des structures " 3D " pour assurer un refroidissement double face des composants de puissance, et d'autre part l'utilisation de matériaux qui permettent de réduire des contraintes thermomécaniques, liées à la différence de coefficient de dilatation des matériaux, lors d'une montée en température. Le travail réalisé au cours de cette thèse consiste à développer une nouvelle structure " 3D " basée sur une technique de contact par des micropoteaux en cuivre, élaborés par électrodéposition et ensuite assemblés à un substrat céramique métallisé (notamment, un DBC : Direct Bonding Copper). Pour réaliser ce contact, une technique de frittage par SPS (Spark Plasma Sintering) est utilisée. Nous étudions dans un premier temps le collage direct de cuivre sur des massifs, puis effectuons dans un deuxième temps le collage de cuivre entre les micropoteaux et le DBC. Cette technique SPS est aussi utilisée pour la réalisation d'un nouveau substrat céramique métallisé basé sur des matériaux avec des coefficients de dilatation thermique accordés, pour les applications à haute température.

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Petit, Clémence. "Etude des propriétés mécaniques de matériaux cellulaires par la tomographie aux rayons X et par modélisation par éléments finis." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0130/document.

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Abstract:

Les matériaux cellulaires sont des échantillons à très forte porosité qui peuvent être décrits à deux échelles : la mésostructure et la microstructure. Le lien entre l'architecture des matériaux et les propriétés mécaniques a été largement étudié dans la littérature. Les caractéristiques microstructurales peuvent avoir une influence importante sur les propriétés macroscopiques. Le but de ce travail est de relier les caractéristiques architecturales et microstructurales des matériaux cellulaires à leurs propriétés mécaniques grâce notamment à la tomographie aux rayons X. Une nouvelle approche combinant l'imagerie 3D à plusieurs résolutions, le traitement d'images et la modélisation éléments finis a permis de prendre en compte la microstructure de la phase solide. Quatre matériaux cellulaires modèles ont ainsi été étudiés : des mousses d'aluminium, des structures cellulaires périodiques en alliage de cobalt-chrome, des échantillons de β-TCP et des composites hydroxyapatite/β-TCP. Les matériaux métalliques ont été fournis par des collègues d'autres laboratoires, tandis que les matériaux céramiques ont été fabriqués dans le cadre de cette étude. Pour chaque type de matériaux (métaux et céramiques), une structure régulière et une stochastique ont été comparées. Pour utiliser la méthode multi-échelle développée dans ce travail, les échantillons ont d'abord été scannés grâce à la tomographie locale dans laquelle l'échantillon est placé près de la source de rayons X. La tomographie locale permet de scanner la petite partie irradiée de l'échantillon et d'obtenir une image agrandie par rapport aux images à plus basse résolution. Ces images permettent d'observer certains détails de la phase solide non visibles à plus basse résolution. Différentes étapes de traitement d'images ont ensuite été mises en œuvre pour obtenir une image à basse résolution incluant les informations provenant des images à haute résolution. Ceci a été réalisé grâce à une série d'opération de seuillage et sous-résolution des images à haute résolution. Le résultat de ces différentes étapes de traitement d'images donne une image de l'échantillon initial à basse résolution mais qui inclut l'information supplémentaire décelée à haute résolution. Ensuite, des essais mécaniques in situ ont été réalisés dans le tomographe pour suivre à basse résolution l'évolution des échantillons pendant la déformation. Les images initiales citées plus haut ont été utilisées pour produire des maillages éléments finis. Des programmes Java ont été adaptés pour créer des fichiers d'entrée pour les modèles éléments finis à partir des images initiales et des maillages. Les images initiales contenant les informations à propos de la phase solide, les images des essais mécaniques et les modèles éléments finis ont permis d'expliquer le comportement mécanique des échantillons en reliant les sites d'endommagement expérimentaux et les lieux de concentrations de contraintes calculés Cellular materials are highly porous systems for which two scales are mainly important: the mesostructure and the microstructure. The mesostructure corresponds to the architecture of the materials: distribution of solid phase “walls” and macroporosity and can be characterized by X-ray tomographic low resolution images. The link between the architecture of the materials and the mechanical properties has been frequently studied. The microstructure refers to the characteristics of the solid phase. Its microstructural features (presence of a secondary phase or of defects due to the sintering) can have a strong influence on the macroscopic properties. The aim of this work is to link the morphological and microstructural features of metallic and ceramic based cellular materials and their mechanical properties thanks to X-ray tomography and finite element modelling. A new method combining X-ray tomography at different resolutions, image processing and creation of finite element modelling enabled to take into account some microstuctural features of the cellular samples. Four different cellular materials were studied as model materials: aluminium foam fabricated by a liquid state process, cobalt periodic structures made by additive manufacturing, β-TCP porous samples fabricated by conventional sacrificial template processing route and hydroxyapatite/β-TCP composites made by additive manufacturing (robocasting). The metal based materials were provided by colleagues while the ceramic based porous materials were fabricated in the frame of the current study. For each type (metals or ceramics), a stochastic and a regular structure have been compared. For implementing the multiscale method developed in this work, the samples were firstly scanned in a so called “local” tomography mode, in which the specimen is placed close to the X-ray source. This allowed to reconstruct only the small irradiated part of the sample and to obtain a magnified image of a subregion. These images enable to observe some details which are not visible in lower resolution. Different image processing steps were performed to generate low resolution images including microstructural features imaged at high resolution. This was done by a series of thresholding and scaling of the high resolution images. The result of these processing steps was an image of the initial sample. Then, in situ mechanical tests were performed in the tomograph to follow the deformation of the sample at low resolution. The above mentioned initial images were used to produce finite element meshes. Special Java programs were adapted to create finite element input files from initial images and meshes. The initial images containing information about the solid phase, the images from the mechanical tests and the finite element models were combined to explain the mechanical behaviour of the sample by linking the experimental damage locations in the sample and the simulated stress concentration sites

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Kremer, Arnaud. "Étude du choix structurel d'outils coupants en diamant revetu ou polycristallin massif pour l'usinage compétitif et environnemental des composites à matrice métallique et renfort céramique particulaire (CMMP AI/SiC.)." Phd thesis, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005407.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'étudier l'usinabilité des CMMp comme matériau de structure en substitution aux alliages réfractaires et de comprendre les mécanismes générateurs de poussière inhérents à leur usinage à sec. Les différents niveaux de chargement en céramique du CMM (5, 15, 25, 35 % de SiCp) ainsi que la variété d'outils PCD et des revêtements diamants nanostructurés étudiés, a permis d'évaluer dans un premier temps le choix structurel d'outillages en liaison avec la faisabilité industrielle de leur usage en usinage grande vitesse à sec d'un CMM Al/SiC. L'étude de faisabilité et la préconisation d'outillages ont été effectuées en prenant en compte des critères énergétiques et de qualité structurelle et environnementale. Les modes d'endommagement ainsi que les performances d'outils coupants ont été observés et analysés lors d'essais d'usure accélérée et de durabilité. La présence d'une usure adhésive suivie d'un mode abrasif de consommation d'interface accroit l'importance de la structure de l'outil (homogénéité, multiplicité des interfaces

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Mai, Stéphanie H. "Indirect Bonding Method: in vitro Comparison of the Shear Bond Strength between Metallic Orthodontic Brackets and Different Porcelain Surface Preparations." Thèse, 2013. http://hdl.handle.net/1866/10082.

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Abstract:

Introduction : La force d’adhésion à l'interface métal-céramique avec les résines auto-polymérisantes destinées au collage indirect des boîtiers orthodontiques n'a pas été évaluée à ce jour et un protocole clinique basé sur la littérature scientifique est inexistant. Objectifs : 1) Comparer la force de cisaillement maximale entre des boîtiers métalliques et des surfaces en porcelaine préparées selon différentes méthodes; 2) Suggérer un protocole clinique efficace et prévisible. Matériel et méthodes : Quatre-vingt-dix disques en leucite (6 groupes; n = 15/groupe) ont été préparés selon 6 combinaisons de traitements de surface : mécaniques (+ / - fraisage pour créer les rugosités) et chimiques (acide fluorhydrique, apprêt, silane). Des bases en résine composite Transbond XT (3M Unitek, Monrovia, California) faites sur mesure ont été collées avec le système de résine adhésive auto-polymérisante Sondhi A + B Rapid Set (3M Unitek, Monrovia, California). Les échantillons ont été préservés (H2O/24hrs), thermocyclés (500 cycles) et testés en cisaillement (Instron, Norwood, Massachusetts). Des mesures d’Index d’adhésif résiduel (IAR) ont été compilées. Des tests ANOVAs ont été réalisés sur les rangs étant donné que les données suivaient une distribution anormale et ont été ajustés selon Tukey. Un Kruskall-Wallis, U-Mann Whitney par comparaison pairée et une analyse de Weibull ont aussi été réalisés. Résultats : Les médianes des groupes varient entre 17.0 MPa (- fraisage + acide fluorhydrique) à 26.7 MPa (- fraisage + acide fluorhydrique + silane). Le fraisage en surface ne semble pas affecter l’adhésion. La combinaison chimique (- fraisage + silane + apprêt) a démontré des forces de cisaillement significativement plus élevées que le traitement avec (- fraisage + acide fluorhydrique), p<0,05, tout en possédant des forces similaires au protocole typiquement suggéré à l’acide fluorhydrique suivi d’une application de silane, l’équivalence de (- fraisage + acide fluorhydrique + silane). Les mesures d’IAR sont significativement plus basses dans le groupe (- fraisage + acide fluorhydrique) en comparaison avec celles des 5 autres groupes, avec p<0,05. Malheureusement, ces 5 groupes ont des taux de fracture élévés de 80 à 100% suite à la décimentation des boîtiers. Conclusion : Toutes les combinaisons de traitement de surface testées offrent une force d’adhésion cliniquement suffisante pour accomplir les mouvements dentaires en orthodontie. Une application de silane suivie d’un apprêt est forte intéressante, car elle est simple à appliquer cliniquement tout en permettant une excellente adhésion. Il faut cependant avertir les patients qu’il y a un risque de fracture des restorations en céramique lorsque vient le moment d’enlever les broches. Si la priorité est de diminuer le risque d’endommager la porcelaine, un mordançage seul à l’acide hydrofluorique sera suffisant. Background : Bond strength at the metal-ceramic interface of auto-polymerizing resins used in orthodontic indirect bonding has not yet been evaluated and a literature-based clinical protocol is lacking. Goals : 1) To compare shear bond strength (SBS) between metal brackets and differently treated porcelain surfaces; 2) To suggest efficient and predictable chairside approaches. Materials and methods : Ninety leucite discs (6 groups; n=15/group) were prepared following 6 combinations of mechanical (+/- bur roughening) and chemical (hydrofluoric acid, primer, silane) treatments. Metal brackets with custom composite resin Transbond XT (3M Unitek, Monrovia, California) bases were bonded with the adhesive resin system Sondhi A+B Rapid Set (3M Unitek, Monrovia, California). Samples were stored (H2O/24hrs), thermocycled (500 cycles) and tested (Instron, Norwood, Massachusetts). Maximum SBS and adhesive remnant index (ARI) scores were collected for each sample. ANOVAs were performed on ranks since data was not normally distributed, and then adjusted with the post-hoc Tukey method. A Kruskall-Wallis, a Mann Whitney U pairwise comparison and a Weibull analysis were also performed. Results : SBS medians of groups ranged from 17.0 MPa (- bur + hydrofluoric acid) to 26.7MPa (- bur + hydrofluoric acid + silane). Bur roughening did not affect bond strength. The chemical preparation of (- bur + primer + silane) showed statistically significant higher SBS than (- bur + hydrofluoric acid) preparation (p<0,05), while having similar SBS to the popular recommended protocol (- bur + hydrofluoric acid + silane). ARI scores were statistically significant lower in group (- bur + hydrofluoric acid) with p<0,05, while all other 5 groups were not different from each other. Percentage of porcelain damage in these 5 groups were very high at 80-100%. Conclusion : All the tested surface preparations combinations provided clinically adequate adhesion for orthodontic tooth movement. A silane and primer combination for porcelain surface preparation is clinically attractive as it is safe and simple and provides great adhesion for orthodontic tooth movement. It is wise to warn patients that there is a risk of porcelain fractures when debonding brackets. If one prefers to avoid porcelain fracture at all cost, one may treat porcelain with hydrofluoric acid only.

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Dissertations / Theses on the topic 'Céramique métallisée'

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