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Conference papers

Etude des proprietes mecaniques de ceramiques de carbure de bore elaborees par Spark Plasma Sintering en vue d'une utilisation en tant qu'absorbant neutronique

Résumé : Ce travail s'inscrit dans le cadre des etudes concernant le developpement des reacteurs nucleaires de 4eme generation. Il porte specifiquement sur le carbure de bore qui constitue un materiau incontournable dans la technologie des barres de commande de ces reacteurs. Cependant, en fonctionnement, ce materiau subit des degradations mecaniques et thermomecaniques importantes principalement liees aux reactions de capture neutronique. L'amelioration du comportement du carbure de bore en reacteur constitue ainsi un enjeu scientifique et technique primordial. Dans le cas present, cette demarche s'appuie sur une optimisation de la microstructure pour laquelle deux voies complementaires ont ete etudiees -l'utilisation de poudres ultrafines ;-la mise en oeuvre du procede de frittage SPS (Spark Plasma Sintering). Le frittage SPS permet d'accelerer les cinetiques de densification et de limiter la croissance granulaire, notamment grace a des rampes en temperature rapides, des temps de palier courts et a l'application d'une charge uniaxiale. Dans cette etude, des pieces ceramiques denses a microstructure fine (i.e. taille moyenne de grains autour de 500nm) ont ete elaborees par frittage SPS a partir d'une poudre commerciale submicronique. Les proprietes mecaniques des frittes obtenus ont ete caracterisees aux differentes echelles et comparees a celles des materiaux industriels. L'elasticite et la durete ont ainsi ete caracterisees par microdurete Knoop, echographie ultrasonore, et a l'echelle du grain, par nanoindentation. En outre, la resistance mecanique des echantillons a ete determinee par des essais de flexion trois points (evaluation de la resistance a la rupture et analyse statistique de Weibull). La tenacite a ete mesuree par methode SEVNB (Single-Edge V-Notch Beam). Enfin, leur resistance aux chocs thermiques a ete etudiee par la methode de trempe a l'eau. L'ensemble de ces proprietes ont ete correlees a la composition chimique (ratio C/B, O/B au sein de la phase carbure voire oxycarbure de bore, teneur en carbone libre) et a la microstructure des echantillons de carbure de bore.
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https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-02338968
Contributor : Bibliothèque Cadarache <>
Submitted on : Wednesday, October 30, 2019 - 11:07:27 AM
Last modification on : Tuesday, April 28, 2020 - 11:28:13 AM

Identifiers

  • HAL Id : cea-02338968, version 1

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Citation

L. Roumiguier, A. Jankowiak, N. Pradeilles, G. Antou, A. Maître. Etude des proprietes mecaniques de ceramiques de carbure de bore elaborees par Spark Plasma Sintering en vue d'une utilisation en tant qu'absorbant neutronique. Materiaux 2018, Nov 2018, Strasbourg, France. ⟨cea-02338968⟩

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