Evolution de l'espacement primaire pendant la solidification dirigée d'alliages transparents dans DECLIC-DSI: résultats expérimentaux et simulations champ-de-phase

Résumé : Pendant la solidification d'alliages se développe au niveau de l'interface solide-liquide une microstructure dont les caractéristiques influencent fortement les propriétés macroscopiques du matériau. Sa formation est un processus dynamique dans lequel le réseau se développe, s'organise et s'ordonne progressivement. Une étude détaillée des mécanismes physiques qui contrôlent la formation de cette microstructure est fondamentale pour maîtriser la qualité du matériau. Sur terre, la convection dans la phase liquide affecte fortement la microstructure de solidification en créant par exemple des hétérogénéités dans les paramètres de contrôle le long de l'interface. Dans le cadre du projet scientifique MISOL3D (MIcrostructures de SOLidification 3D) sélectionné par le CNES, nous avons participé au développement de l'Instrument DECLIC et de son insert DSI (Directional Solidification Insert) dédié à l'étude in situ de la formation des microstructures colonnaires cellulaires et dendritiques 3D sur des analogues transparents et installé à bord de la Station Spatiale Internationale. En microgravité, le dispositif sert à établir une base de données de référence sur la dynamique des phénomènes dans la limite du transport diffusif et à étudier les mécanismes physiques qui gouvernent la dynamique de formation et de sélection de la microstructure interfaciale. Ces travaux bénéficient d'une collaboration scientifique avec les équipes américaines du Pr. Trivedi (expériences en échantillons minces) et du Pr. Karma (simulations champ-de-phase), sélectionnées par la NASA. Deux campagnes spatiales ont eu lieu sur des échantillons de compositions différentes en 2010-2011 (DSI) et 2017-2018 (DSI-R) qui ont permis d'explorer largement la carte des microstructures en fonction des paramètres de contrôle. Dans ce résumé, nous présenterons des résultats sur l'évolution de l'espacement primaire mettant en évidence l'importance de cette collaboration entre expérience et simulation numérique.
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Contributor : Fatima Mota <>
Submitted on : Wednesday, November 6, 2019 - 9:20:36 AM
Last modification on : Saturday, November 9, 2019 - 2:14:32 AM

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  • HAL Id : hal-02350577, version 1

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Fatima Mota, Jorge Pereda, Younggil Song, Kaihua Ji, Rohit Trivedi, et al.. Evolution de l'espacement primaire pendant la solidification dirigée d'alliages transparents dans DECLIC-DSI: résultats expérimentaux et simulations champ-de-phase. GdR Micro pesanteur fondamentale et appliquée, Oct 2019, La Rochelle, France. ⟨hal-02350577⟩

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