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Univ. Paris-Saclay
Voies exploratoires pour renforcer les carbures de bore à l'aide de synthèses haute pression
Amrita Chakraborti
Jeudi 19/11/2020, 00:00-00:01

Manuscrit de la thèse


Résumé :

Le but de ce travail est d'explorer différentes manières de renforcer le carbure de bore en utilisant la synthèse haute pression comme outil. A cette fin, différentes voies de renforcement ont été suivies au cours des trois dernières années. J'ai utilisé la torsion sous haute pression en utilisant la cellule RoToPEC pour étudier les lacunes développées dans le carbure de bore, ce qui est une raison possible de sa résistance décroissante au-delà de sa limite élastique Hugoniot (HEL). Des appareils comme la presse Paris-Edimbourg, la presse multi-enclumes et la cellule à enclume de diamant ont été utilisés pour synthétiser de nouvelles phases de carbure de bore. Il avait déjà été prédit que ces phases auraient amélioré la résistance mécanique gâce aux calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité. Les paramètres de synthèse du carbure de bore dans des conditions de haute pression et de température élevée ont été optimisés et de nouvelles techniques de synthèse pour d'autres matériaux comme l'alpha bore ont également été établies. Une idée d'utiliser le silicium pour renforcement du carbure de bore a ́eté poursuivie. Des outils à haute pression ont ́eté utilisés pour progresser vers la synthèse d'un nouveau composé ternaire de bore, de carbone et de silicium aux propriétés mécaniques améliorées.

Mots-clés : Carbure de bore, Haute pression haute température, Céramique dure, Synchrotron.

 


Exploratory routes to reinforce boron carbides using high pressure syntheses

Abstract:

The goal of this work is to explore different ways to strengthen boron carbide using high pressure synthesis as a tool. To this end, different routes of reinforcement have been followed over the last three years.I have used torsion under high pressure using the Rotational Tomography Paris-Edinburgh Cell (RoToPEC) to study the vacancies developed in boron carbide, which is a possible reason for its diminishing strength beyond its Hugoniot Elastic Limit (HEL).High pressure devices like Paris-Edinburgh press, multi-anvil press and diamond anvil cell were used to synthesise new phases of boron carbide. It had already been predicted that these phases would have improved mechanical strength through Density Functional Theory calculations. As part of these experiments, synthesis parameters of boron carbide at high pressure high temperature conditions have been optimised and new synthesis techniques for other industrially relevant materials like alpha boron have also been established.An idea to use silicon as a reinforcing material for boron carbide has also been pursued. High pressure tools were used to advance towards synthesising a new ternary compound of boron, carbon and silicon with improved mechanical properties.

Keywords: Boron carbide, High pressure high temperature, Hard ceramics, Synchrotron radiation.

Contact : Nathalie VAST

 

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