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Veron, Frédéric. Réalisation par fabrication additive de multi-matériaux de type métal-oxyde en vue de la constitution de composants hyperfréquences

Veron, Frédéric (2021). Réalisation par fabrication additive de multi-matériaux de type métal-oxyde en vue de la constitution de composants hyperfréquences.

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Résumé en francais

La fabrication additive connait un essor industriel considérable depuis une dizaine d'années. Elle regroupe un ensemble de procédés associés à des matériaux permettant, à partir d'un modèle numérique, de réaliser des pièces 3D par consolidation sélective de matière déposée couche après couche. Elle permet donc de réduire considérablement les coûts de fabrication mais aussi de fabriquer des pièces de formes complexes à haute valeur ajoutée. L'industrie spatiale l'utilise depuis quelques années pour réduire les coûts de fabrication des satellites par allègement de ses composants. Parmi eux, la réduction de taille et l'allègement des composants hyperfréquences complexes embarqués sur satellite, composés de parties métalliques et de parties céramiques, constituent un enjeu d'avenir important car aucun procédé de fabrication additive actuel ne permet de les fabriquer. Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans ce contexte industriel pour fabriquer des objets multi-matériaux de type métal-oxyde en une seule étape en utilisant le procédé de fusion de lit de poudre par faisceau laser. Les travaux effectués ont permis de développer un procédé de fabrication utilisant une poudre unique d'alliage métallique AlSi12 comme matériau de départ. Cette poudre a été préalablement activée par attaque chimique de manière à endommager la couche de passivation native compacte située à la surface des grains métalliques et à la remplacer par une couche plus perméable à l'oxygène. L'influence de la concentration du réactif d'activation sur la nature et la microstructure de la couche oxydée a été étudiée. Le choix de la concentration du réactif chimique a été guidé par la qualité de la couche oxydée mais aussi par l'accroissement de la réactivité du cœur métallique des grains vis-à-vis de l'oxygène, tout en préservant un comportement électrique global de type métallique. L'obtention par fabrication additive, de pièces multi-matériaux métal-céramique a été étudiée en utilisant l'alliage AlSi12 activé à la concentration de réactif choisie. Il a ainsi été montré qu'en adaptant de manière sélective sous air ambiant les paramètres de fabrication liés au faisceau laser, il était possible d'obtenir dans une même pièce, des zones métalliques par fusion sans oxydation in-situ et des zones céramiques par oxydation et frittage. Les caractérisations microstructurales et électriques ont confirmé le caractère diélectrique de la céramique et le caractère conducteur du métal.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Tailhades, Philippe
Baco-Carles, Valérie
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Fabrication additive - Multi-matériaux - Assemblages métal-oxyde - Industrie spatiale - Composants hyperfréquences
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :07 Oct 2021 13:37