Doctorant en matériaux céramiques réfractaires (H/F)

Sujet de thèse :
Caractérisation microstructurale multi-échelle de matériaux réfractaires par microscopie électronique et identification de leurs mécanismes de déformation

Les céramiques réfractaires sont des matériaux dédiés à la réalisation de revêtements pour les réacteurs industriels permettant de contenir et de traiter des matériaux en fusion (acier, aluminium, cuivre ou verre) ou des solides minéraux (clinker de ciment) à très haute température. Ce projet de thèse s’intéresse plus particulièrement à des matériaux réfractaires composites multiphasés utilisés au contact du clinker dans les fours tubulaires rotatifs de cimenterie : ils se composent d’une matrice magnésienne contenant des inclusions de spinelle (MgAl2O4) et/ou d’hercynite (FeAl2O4). Leur particularité principale provient de leur microstructure originale complexe puisqu’une microfissuration multi-échelle est la conséquence d’effets d’interdiffusion hétérogène d’espèces (Fe et Al) conjuguée à une croissance anormale d’agrégats sous l’effet de traitements thermiques particuliers. La présence de cette microfissuration est d’autant plus d’intérêt qu’elle contribue fortement à la résistance aux chocs thermiques de ces céramiques.
L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre dans le cas de ces matériaux réfractaires composites multiphasés, dans quelle mesure la résistance aux chocs thermiques peut être optimisée grâce à la microstructure. Des observations par microscopie électronique couplée à la mesure de champs de déformations locales par corrélation d’images seront réalisées. Il s’agira notamment d’identifier les défauts structuraux (dislocations, maclage, microfissures, etc.) associés en particulier aux processus d’interdiffusion hétérogène et à la croissance cristalline durant les traitements thermiques.
Pour mieux comprendre les liens entre les processus physico-chimiques qui se produisent durant les traitements thermiques, la microstructure résultante et le comportement sous sollicitation mécanique, des observations par microscopie électronique sont, dans un premier temps, nécessaires pour identifier les défauts structuraux (dislocations, maclage, microfissures, etc.) associés en particulier aux processus de transitions de phases et à l’anisotropie d’expansion thermique. Afin de suivre les évolutions structurales et microstructurales et les modifications physico-chimiques, les techniques de caractérisation suivantes seront mises en œuvre au cours de cette thèse :
• la microscopie électronique en transmission haute résolution (METHR) afin de suivre les évolutions structurales
• la diffraction d'électrons rétrodiffusés (en anglais electron backscattered diffraction ou EBSD) permet de mesurer un champ d'orientations cristallographiques au sein de matériaux polycristallins. Il est ainsi possible de caractériser finement la microstructure d’agrégats réfractaires en révélant leur contour, leur orientation cristalline intrinsè
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