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AbstractAbstract
[en] The aim of this thesis concerns the synthesis of nano-structured tungsten and tungsten alloys, related to the thermonuclear fusion issue, with a double perspective, one concerning the powders themselves, in order to simulate the dust that will be produced during the tokamak operation, the other concerning bulk materials, where the nano-structure could bring a significant improvement on mechanical properties (elastic limit, ductility), and also on specific properties related to this operating environment (resistance to sputtering, blistering, corrosion,...). To do so, we synthesized tungsten and binary and ternary alloys in the W-V-Cr system using Self-propagating High-temperature Synthesis. These powders were then sintered using Spark Plasma Sintering, in order to retrieve bulk dense samples. At each step of the process, the materials were characterized using X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy, microhardness and compression tests. Our results show that we were able to obtain bulk nano-structured samples, with a relative density ranging from 97 to 100% depending on the alloy, with an elastic limit of up to 1000 MPa and a ductility of about 30%, which is a very promising results for a tungsten alloy with no rhenium. (author)
[fr]
L'objectif de cette these concerne la synthese de tungstene et d'alliages de tungstene nanostructures, en lien avec la problematique de la fusion thermonucleaire, avec une double perspective, celle des poudres proprement dites, dans le but de simuler les poussieres qui seront produites lors du fonctionnement du tokamak, et celle des massifs, la nanostructuration pouvant apporter un gain significatif dans les proprietes mecaniques (limite elastique, ductilite), ainsi que dans les proprietes d'usage particulieres a cet environnement (resistance a la pulverisation, au cloquage, a la corrosion,...). Pour ce faire, nous avons synthetise du tungstene et des alliages binaires et ternaires dans le systeme W-V-Cr en utilisant le procede de synthese par combustion (Self-propagating High-temperature Synthesis). Par la suite, les poudres obtenues ont ete frittees par Spark Plasma Sintering, afin d'obtenir des massifs denses. A chaque etape du procede, les materiaux ont ete caracterises par Diffraction des rayons X, microscopie electronique a balayage, analyse dispersive en energie, microdurete, et essais de compression. Nos resultats montrent que nous avons pu obtenir des echantillons nanostructures, avec une densite relative de 97 a 100% selon les alliages, et presentant une limite elastique pouvant atteindre 1000 MPa et une ductilite de l'ordre de 30%, ce qui est un resultat tres prometteur pour un alliage de tungstene sans rhenium. (auteur)Original Title
Tungstene et alliages nanostructures dans le systeme W-V-Cr pour la fusion: synthese, densification et proprietes mecaniques
Primary Subject
Source
6 Jun 2018; 268 p; 393 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de l'Universite Paris 13, Mention: sciences de l'ingenieur, discipline: genie des procedes, specialite: chimie des materiaux
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
BINARY ALLOY SYSTEMS, CHROMIUM ALLOYS, COMPRESSION STRENGTH, DENSITY, DUCTILITY, ELASTICITY, MICROHARDNESS, MICROSTRUCTURE, NANOPOWDERS, POWDER METALLURGY, QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS, SCANNING ELECTRON MICROSCOPY, SINTERING, SOL-GEL PROCESS, SYNTHESIS, TERNARY ALLOY SYSTEMS, TUNGSTEN BASE ALLOYS, VANADIUM ALLOYS, X-RAY DIFFRACTION
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