Élaboration des aluminures de titane par le procédé SPS : application dans les composites à matrice d’aluminium

Abstract

L’objectif de ce travail était l’élaboration des aluminures de titane par réaction SHS, et poursuivre par une mise en forme de composites à matrice d’aluminium renforcée par le produit engendré par cette réaction. L’étude de la réaction de synthèse par combustion auto-propagée à haute température, nous a permis de voir et de comprendre la phénoménologie du procédé SHS et de confirmer la violence de cette réaction et son caractère exothermique tel que c’est rapporté dans des travaux antérieurs. Dans le cas de la synthèse par frittage flash, l’analyse DRX du produit, montre l’existence de la phase recherchée qui est le composé intermétallique TiAl avec la présence du Ti3Al malgré que le taux des éléments de départ est choisi dans le rapport 1/1. La formation de deux composés est probablement la conséquence d’une inhomogénéité du mélange de départ d’un côté et d’un autre d’un déficit d’aluminium dû à sa vaporisation partielle suite à la forte exothermicité de la réaction. Pour l’échantillon élaboré par SHS sous atmosphère d’azote, l’analyse DRX de l’échantillon révèle la formation des nitrures de types Ti3Al2N2, AlN et TiN. Il s’avère donc qu’il possible d’obtenir des nitrures par réaction in situ sous atmosphère d’azote. Le produit synthétisé par SPS (TiAl + Ti3Al) est utilisé comme renfort d’une matrice d’aluminium pour obtenir un composite à matrice métallique densifié par frittage sous argon à 630°C. Le produit fritté révèle par DRX un changement de phases du renfort en fonction de la fraction massique et la taille des particules. Des observations au MEB ont montré une meilleure répartition du renfort à fines particules de tailles inférieures à 50 μm. En perspectives : Il serait important de compléter ce travail par : - Une détermination des paramètres adéquats permettant la synthèse de TiAl pur