Martina FRANGELLA
Spécialité : Sciences des matériaux
Laboratoire : LSPM
Directeur de thèse : Matteo Ghidelli
Co-encadrant : Martin Robin
Titre de la thèse : Nano-ingénierie des interfaces et adhésion dans les matériaux à dominante interfaciale (Nano-INT2)
Les matériaux métalliques nanolaminés (NL), constitués de couches de compositions et structures atomiques différentes, et d’une densité élevée de nano-interfaces, semblent prometteur pour développer de nouveaux matériaux haute performance présentant un excellent équilibre entre résistance et ductilité, une dureté élevée et une bonne stabilité thermique. Il a été montré que la grande densité d’interfaces permet d’arrêter la propagation des fissures, tout en améliorant la dureté/la limite d’élasticité de ces matériaux.
La relation entre la structure des NL et le comportement mécanique reste cependant un domaine de recherche ouvert. En particulier, l’effet de la densité d’interfaces et de leurs adhérences n’a pas été étudié en profondeur.
Dans le cadre du projet Nano-INT2, nous proposons d’étudier ce sujet en nous concentrant sur des structures NL métalliques avec une approche originale combinant l’étude acoustique de l’adhérence aux interfaces (techniques optoacoustiques) avec des essais mécaniques in situ et ex situ par microscopie électronique à balayage (nanoindentation et compression de micropiliers) visant à évaluer les propriétés élasto-plastiques et le comportement à la déformation. Nous prévoyons d’acquérir une meilleure compréhension de l’effet des interfaces sur les propriétés mécaniques des matériaux métalliques NL, permettant la synthèse de nouveaux matériaux à dominante interfaciale ayant un impact industriel important.
Thesis title : NANOengineering INTerfaces and adhesion in INTerface-dominated materials (Nano-INT2)
Nanolaminated (NL) metallic materials constituted by layers of different compositions/atomic structures and ultrahigh density of nanointerfaces, are currently emerging as novel high-performance materials showing excellent strength/ductility balance, high hardness and thermal stability. The large density of interfaces and the high interface adhesion/strength have been proved to arrest crack propagation, while improving hardness/yield strength.
The relationship between the NL structure and the mechanical behavior is still an open research area, especially focusing on the effect of interface density and interlayer strength/adhesion.
Within Nano-INT2, we propose to investigate this topic focusing on model metallic NL structures and exploiting an original approach which combine the acoustic investigation of interfaces adhesion/strength (optoacoustic techniques) with in and ex situ Scanning Electron Microscopy (SEM) mechanical testing (nanoindentation and micropillar compression) aimed to assess the elasto-plastic properties and the deformation behavior. Overall, we plan to achieve a holistic understating of interface effect on mechanical properties of NL metallic materials, paving the way to the synthesis of novel interface-dominated materials with key industry impact.
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