Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
CEMHTI - UPR3079 CNRS

utilisateur non identifié  |   Login

View CEMHTI Publication

Return to publication search...
2015

These

Caroline Barouh, 'Modélisation multi-echelle d'Influence des éléments d'alliage sur les propriétés des defauts dans les aciers ferritiques', These 09 11 (2015)

Modélisation multi-échelle de l'interaction entre les éléments d'alliages et les lacunes dans les aciers ferritiques Résumé : Cette thèse est consacrée à l’étude des interactions entre les lacunes et les éléments d'alliages d’un acier renforcé par une dispersion de nano-oxydes (ODS (Oxide Dispersion Strengthened)), matériau de structure envisagé pour les réacteurs nucléaires du futur. Ces travaux ont été réalisés pour un système simplifié constitué d'une matrice de fer α contenant de l'oxygène, de l'yttrium, du titane et des lacunes à partir de modélisations multi-échelles. Nous nous sommes attachés en particulier au rôle des lacunes formées en excès au cours de l’élaboration de ces aciers. La stabilité et la mobilité des amas lacunes-solutés ont été examinées à partir de calculs ab initio, d’une part, pour l’oxygène qui a été comparé au carbone et à l’azote, solutés interstitiels également présents dans les aciers, et d’autre part, pour le titane et l’yttrium, solutés substitutionnels. Les trois solutés interstitiels ont révélé un comportement très analogue. L’impact de la mobilité des amas lacunes-solutés a été établi en utilisant un modèle en dynamique d’amas paramétré sur nos résultats ab initio. Il a été ainsi démontré que, en sursaturation de lacunes, la diffusion des solutés interstitiels peut être accélérée, alors que celle des solutés substitutionnels ne l’est pas forcément. Ces conclusions se sont avérées cohérentes avec des observations expérimentales existantes. L’ensemble de ces résultats ont ensuite été exploité pour améliorer notre compréhension des mécanismes de formation des nanoparticules. Il est apparu que la diffusion relative de l’yttrium et du titane, ainsi que le nombre de noyaux potentiels pour former des nanoparticules dépendent de la concentration en lacunes dans le système. Mots clés : modélisation multi-échelle, ab initio, acier ODS, amas lacunes-solutés, mobilité