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Propriétés mécaniques des verres métalliques. Mise en forme et applications
Aljerf M.
PhD thesis. Université de Grenoble UNIVERSITE DE GRENOBLE (2011-01-12), Alain reza Yavari (Dir.)
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Moustafa Aljerf1
1:  SIMP - Science et Ingenierie, MAtériaux Procédés
CNRS : UMR5266 – Université Joseph Fourier - Grenoble I – École Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (ENSPG)
Domaine universitaire 1130 rue de la Piscine - 75 38402 ST MARTIN D HERES CEDEX
France
STAR - Dépôt national des thèses électroniques
Propriétés mécaniques des verres métalliques. Mise en forme et applications
Mechanical properties of metallic glasses - shaping and applications
2011-01-12
Ce travail de thèse considère les modes de déformations des verres métalliques produits sous différentes formes (verres massifs, rubans et particules). La déformation hétérogène dans des échantillons massifs de verres métalliques à base de zirconium est étudiée par microscopie électronique à balayage. Le dégagement rapide de l'énergie élastique stockée sous forme de chaleur lors de la déformation est responsable de la fusion locale observée dans les bandes de cisaillement. Le calcul du profil de température autour d'une bande par un modèle analytique est cohérent avec les observations morphologiques et les rapports d'apparition de nano-cristaux dans la zone déformée. La mise en forme par recuit des rubans de verres métalliques a été étudiée. L'étude aboutit à la mise en forme sans fragilisation des rubans appartenant à différentes compositions de systèmes d'alliages dit métal-métal et métal-métalloïde. Un processus de traitement thermique est suggéré pour assurer la redistribution des contraintes imposées avant l'intervention de la fragilité thermique. Un brevet industriel basé sur ces résultats a été conjointement déposé avec un grand fabriquant de montres mécaniques. De nouveaux matériaux composites d'alliages légers commerciaux à base de Mg et d'Al renforcés par des dispersions de particules de verres métalliques ont été réalisés sans porosité. Une amélioration très nette des propriétés mécaniques est obtenue.
This thesis features the two modes of deformation of metallic glasses produced under different forms (bulk, ribbons and particles). Inhomogeneous deformation in bulk samples is studied by scanning electron microscopy. Heat generated by elastic energy release during deformation is responsible for the melting observed in shear bands, and calculations using an analytical model of the temperature profile around a band are consistent with morphological observations and reports of appearance of nano-crystals in or next to deformed areas. Shaping by annealing glassy ribbons was carried out. The study presents successful shaping without embrittlement of ribbons of different metal-metal and metal-metalloid compositions of glassy systems. A heat treatment process is suggested for redistribution of applied stresses before the intervention of thermal embrittlement. A joint patent for exploiting the findings has been filed with a major producer of mechanical watches. Development of new strong and light composite materials by dispersing glassy particles in aluminum and magnesium based matrices is presented and significant improvement in mechanical properties is obtained.
Engineering Sciences

Université de Grenoble
UNIVERSITE DE GRENOBLE
INGENIERIE- MATERIAUX MECANIQUE ENERGETIQUE ENVIRONNEMENT PROCEDES PRODUCTION (510)
2011GRENI001
French

Alain reza Yavari
Gerard Le caer(président);Alain reza Yavari;Ricardo p. Nogueira;Celine Fouard;Isabella Zin;Liliane Guerente;Walter jose Botta filho(rapporteur);Michel De mathelin(rapporteur)

Verres métalliques – Fusion des bandes de cisaillement – Serration – Mise en forme – Ductilité – fragilisation thermique – Composites