Nouveaux composites ultra-durs sans cobalt

Uniersité de Lille

Personnes à contacter par le candidat

Dr. Catherine Cordier, Tél : +333 20 43 69 27; e-mail : catherine.cordier@univ-lille.fr -
Dr. Franck Béclin ; Tél : +333 20 33 71 24 ; e-mail : franck.beclin@univ-lille.fr -
Dr. Matthieu Touzin, Tél : +333 20 33 65 94 ; e-mail : matthieu.touzin@univ-lille.fr

DATE DE DÉBUT SOUHAITÉ

01/10/2021

DATE LIMITE DE CANDIDATURE

30/04/2021

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Les cermets WC/Co présentent une dureté élevée et une excellente résistance à l’usure. Ils sont largement utilisés dans l’industrie mécanique, par exemple pour des outils de coupe. Cependant, le cobalt est un métal stratégique dont le coût est élevé. Il présente également de conséquents problèmes environnementaux et de toxicité. La recherche de matériaux alternatifs pour le remplacement des cermets WC/Co constitue donc un enjeu important tant d’un point de vue économique qu’environnemental.

L’objectif de cette thèse est de développer de nouveaux matériaux sans cobalt présentant des propriétés mécaniques comparables, voire supérieures, à celles des cermets WC/Co. La stratégie envisagée est d’élaborer des composites associant une matrice métallique de dureté élevée renforcée par une dispersion de particules céramiques de très grande dureté.

Parmi les matériaux envisagés pour constituer la matrice, les nouveaux alliages à haute entropie (HEA) sont envisagés. Suivant leur composition, ces derniers peuvent associer différentes propriétés telles qu’une dureté et une limite d’élasticité très élevées, y compris à hautes températures, avec une bonne résistance à la corrosion. En ce qui concerne les renforts, différents types (carbures, nitrures, oxydes…) seront envisagés.

Les matériaux seront élaborés par métallurgie des poudres, ce procédé à l’état solide étant le plus adapté à la fabrication de composites et ce, quel que soit le couple matrice/renforts. Un soin particulier sera porté à l’optimisation des microstructures finales par des méthodes novatrices telles que l’extrusion à haute température.

L’analyse à l’échelle fine de la micro/nanostructure (MET, EBSD, Mössbauer) sera menée et mise en perspective avec les propriétés mécaniques afin d’apporter des éléments à la compréhension des mécanismes de renforcement mis en jeu dans ces matériaux.

Profil des candidats :
Le candidat devra être titulaire d’un Master 2 ou d’un diplôme d’ingénieur en sciences des matériaux. De solides connaissances dans le domaine des matériaux métalliques (techniques d’élaboration et de caractérisation structurale) seront appréciées. Le candidat devra avoir un goût prononcé pour le travail expérimental, des capacités de travail en équipe et devra faire preuve d’esprit d’initiative.
Toute candidature devra être accompagnée des bulletins de notes ainsi que du classement en M1 et M2, d’un CV et d’une lettre de motivation.