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Paris-Saclay
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Univ. Paris-Saclay

Sujet de stage / Master 2 Internship

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Comportement en corrosion sous contrainte de verre mésostructure par un processus de démixtion

Spécialité : PHYSIQUE / Physique de la matière condensée

Contact : Rountree Cindy,
e-Mail : cindy.rountree@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 26 55
Laboratoire : SPEC/SPHYNX

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-6 mois
Date limite de constitution de dossier : 29/03/2023

Résumé :
L’objectif de ce stage est l'étude de la corrosion sous contrainte de verres démixés, afin d'en maitriser la rupture. Plusieurs compositions de verres présentant une telle séparation de phase seront étudiées. La vitesse de fissuration et sa variation avec la contrainte appliquée seront mesurées pour chaque échantillon afin d’obtenir les courbes caractéristiques de résistance à la corrosion sous contraintes. Par ailleurs, une caractérisation post-mortem de la surface de rupture des échantillons sera menée par microscopie à champ proche (AFM, …) et analysée avec différents outils statistiques (modélisation stochastique, analyse fractale).

Sujet détaillé :
Le verre est un matériau largement utilisé du fait de ses nombreux avantages : transparence, dureté, faible dilatation thermique, température du point de fusion élevée, relative inertie chimique, etc... Il présente néanmoins une faiblesse majeure : sa fragilité. Des sollicitations relativement modérées peuvent amener sa rupture brutale, sans précurseur annonciateur. Le verre est également sensible au phénomène de corrosion sous contrainte : sous l’influence de certaines conditions environnementales (humidité relative, température, etc…), des sollicitations apparemment anodines (bien plus faibles que celles amenant sa rupture brutale) peuvent conduire à la propagation de fissures à faible vitesse comme observée lors de la fissuration lente des parebrises de voiture. Cette corrosion sous contrainte, dépend aussi de paramètres intrinsèques du verre : composition chimique, microstructure, etc...

Le phénomène de séparation de phase dans les verres conduit à une méso-structuration du matériau pouvant améliorer les propriétés mécaniques telles que la résistance à l’écrasement . Il est également à l’origine des vitrocéramiques, constitués de microcristaux dispersés dans une matrice vitreuse, développées en vue de tirer parti des avantages des deux constituants : céramique et verre. Leur emploi est actuellement répandu, par exemple pour des applications de thermométrie optique, des ustensiles de cuisine, des matériaux dentaires, etc… Cependant, le comportement en corrosion sous contrainte de ce type de matériau reste encore peu étudié.

L’objectif de ce stage est d’acquérir des données de corrosion sous contraintes en utilisant un dispositif dédié, afin d’améliorer la compréhension du comportement à la rupture de verres démixés. Dans ce cadre, plusieurs compositions de verres présentant une séparation de phase seront étudiées, et dans la mesure du possible, en association avec leur pendant non-démixé (même composition chimique mais recuit thermique différent). La vitesse de fissuration et sa variation avec la contrainte appliquée seront mesurés pour chaque échantillon afin d’obtenir les courbes caractéristiques de résistance à la corrosion sous contraintes. Par ailleurs, une caractérisation post-mortem de la surface de rupture des échantillons pourra être menée via de la microscopie à champ proche (AFM, …) et analysée avec différents outils statistiques (modélisation stochastique, analyse fractale).
Techniques utilisées au cours du stage :
Banc d'essai de corrosion sous contrainte Microscopie à champ proche (AFM, …) Différents outils statistiques (modélisation stochastique, analyse fractale)

Mots clés : mécanique

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