Frittage et oxydation de l’intermétallique Ni3Al
Résumé
Les matériaux à base de nickel contenant de l’aluminium sont utilisés à haute
température dans des environnements agressifs (corrosion, irradiation…). Le choix de l’aluminium
comme élément additif est motivé par l’introduction d’un élément susceptible de conduire à
l’obtention d’un alliage réfractaire. L’aluminium est caractérisé par une grande affinité vis‐à‐vis de
l’oxygène. Cependant il est pratiquement inaltérable à l’air. Ceci tient à la formation d’une couche
protectrice d’alumine Al2O3 qui présente une bonne résistance à la corrosion et constitue un bon
isolant électrique.
Notre choix s’est porté sur un alliage composé à base de nickel et 13% d’aluminium en
masse, qui donne la formation de la phase Ni3Al selon le diagramme binaire Ni‐Al, qui est un
superalliage qui présente un intérêt particulier dans les usages à haute température en raison de sa
grande résistance à l’oxydation avec la formation d’une couche d’oxyde d’alumine alpha α‐Al2O3,
couche très protectrice et plus performante que les oxydes : NiO et Cr2O3. L’état de surface apparait
comme un paramétré très important. susceptible d’affecter le mécanisme de réaction et de
modifier la cinétique d’oxydation. Dans le cas des matériaux frittés, l’état de surface sera lié à la
porosité du matériau donc à la densification.
Il ressort de la bibliographie que Ni3Al a été étudié à l’état massif, mais peu concernant les
frittés. Alors, il nous a paru intéressant d’étudier l’influence de la microstructure et l’addition de
13% en masse d’aluminium sur l’oxydation du nickel fritté. Selon le diagramme binaire Ni‐Al, la
teneur en Al de 13% prévoit la phase Ni3Al.
Ce travail comporte essentiellement deux grandes parties :
La première, consiste à élaborer des frittés de Ni3Al destinés à l’oxydation, à étudier les
mécanismes de densification et regroupe les résultats obtenus par dilatomètre à
température variable et par analyse thermique différentielle qui ont permis de mettre en
évidence un frittage en phase liquide réactif extrêmement rapide de type SHS, avec la
formation instantanée de la phase
La seconde partie est consacrée à l’oxydation isotherme entre 1100 et 1350°C des frittés
de forme cubique (4 mm d’arrête) sous flux d’oxygène pendant 24 heures. L’allure des