Étude expérimentale et théorique de la diffusion de l’oxygène dans des alliages de titane

Financement DGAC (Direction générale de l’aviation civile)

CIRIMAT - Toulouse

Personnes à contacter par le candidat

Damien Connétable (damien.connetable@ensiacet.fr) -
Thomas Gheno (thomas.gheno@onera.fr) -
Daniel Monceau (daniel.monceau@toulouse-inp.fr)

DATE DE DÉBUT SOUHAITÉ

01/10/2021

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Le but de cette thèse est de modéliser la dissolution et la diffusion de l’oxygène dans les alliages de titane. Ce travail s’appuiera sur une approche combinant expériences et modélisation multi-échelle. D’un point de vue expérimental, des alliages modèles binaires et ternaires seront utilisés pour mesurer l’effet de certains éléments d’alliage sur l’enrichissement en oxygène, qui sera mesuré par un ensemble de techniques complémentaires (profils de micro-dureté, profils de concentrations par microsonde de Castaing, par SIMS –avec utilisation d’oxygène 16O2 et 18O2–, voire par microscopie électronique en transmission et par sonde atomique tomographique). Le travail de modélisation reposera sur des simulations à l’échelle atomique (calculs ab initio) ainsi que des simulations de diffusion à une échelle micrométrique utilisant des codes en différences finies disponibles au laboratoire. Les simulations à l’échelle atomique, déjà utilisées au CIRIMAT sur ce type de calculs, permettront d’évaluer la limite de solubilité et le coefficient de diffusion de l’oxygène dans les alliages d’intérêt. Les simulations à l’échelle micrométrique permettront d’analyser les résultats expérimentaux et de réaliser des prévisions de comportement. La force de la modélisation est de pouvoir réaliser des expériences numériques sur des compositions chimiques variées et ainsi tester différentes combinaisons. L’ensemble de ce travail devra permettre de progresser dans la compréhension de l’enrichissement en oxygène et d’acquérir des données permettant d’aider au développement de nouveaux alliages plus résistants à l’oxydation-fragilisation.