realisation et caracterisation de composites hybrides verre/epoxy/ni ...

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Chapitre I : Utilisation de l'effet mémoire de forme : Structures et matériaux intelligents Chapitre I : UTILISATION DE L'EFFET MEMOIRE DE FORME : STRUCTURES ET MATERIAUX INTELLIGENTS I- LES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME (AMF).................................................................................... 7 I.1- INTRODUCTION .............................................................................................................................................. 7 I.2- DEFINITIONS .................................................................................................................................................. 8 I.2.1- Matériaux et Structures "intelligents".................................................................................................... 8 I.2.2- Les alliages à mémoire de forme ......................................................................................................... 10 I.3- TRANSFORMATION MARTENSITIQUE ............................................................................................................ 12 I.3.1- Définition ............................................................................................................................................. 12 I.3.2- Caractéristiques géométriques ............................................................................................................ 13 I.3.3- Effet de la température......................................................................................................................... 15 I.3.4- Effet d'une contrainte appliquée .......................................................................................................... 16 I.4- ASPECT MICROSTRUCTURAL........................................................................................................................ 18 I.4.1- Réorientation des variantes par l'application d'une contrainte...........................................................18 I.4.2- Phase de transition prémartensitique (phase R).................................................................................. 19 I.5- PROPRIETES THERMOMECANIQUE DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME ..................................................... 20 I.5.1- Effet superélastique.............................................................................................................................. 20 I.5.2- Effet caoutchoutique ............................................................................................................................ 21 I.5.3- Les effets mémoire de forme (EMF)..................................................................................................... 23 I.5.3.1- Effets mémoire de forme simple sens (EMFSS)..............................................................................................23 I.5.3.2- Effets mémoire de forme double sens assisté (EMFDSA)...............................................................................24 I.5.3.3- Effets mémoire de forme double sens (EMFDS).............................................................................................25 I.6- PRESENTATION DE L'ALLIAGE A BASE TINI.................................................................................................. 27 I.6.1- Diagramme d'équilibre et structures ................................................................................................... 28 I.6.2- Effet du cuivre en substitution au nickel (Ti50 Ni50-x Cux) ................................................................ 29 I.6.3- Effet des traitements thermomécaniques.............................................................................................. 31 I.7- DOMAINES D'APPLICATION .......................................................................................................................... 35 II- INTERET DU THEME ET PRINCIPE DE LA STRUCTURE COMPOSITE HYBRIDE ADAPTABLE ...................................................................................................................................................... 38 6
Chapitre I : Utilisation de l'effet mémoire de forme : Structures et matériaux intelligents Chapitre I : Utilisations de l'effet mémoire de forme : structures et matériaux intelligents I- Les alliages à mémoire de forme (AMF) Historiquement, les AMF sont découverts par hasard en 1938 (Perkins 1975) mais les premières études ont été réalisées en 1962 (Buehler et Wiley 1965). Les recherches débutèrent sérieusement cette année-là sur des NiTiNOL (Nickel Titane Naval Ordonnance Laboratory). Effets furent commandés par le Laboratoire de la Marine américaine. Puis en 1969 est apparue la première application industrielle avec l'utilisation de manchons en alliage TiNi pour raccorder des tuyauteries hydrauliques sur des chasseurs F14. Il existe de nombreux alliages que l’on peut actuellement classer pour l’essentiel en trois grandes familles : Les alliages à base de Ti-Ni (TiNiCu, TiNiFe, TiNiAl ….)., Les alliages à base de Cu (CuZnAl, CuAlNi, CuAlBe ….).,Les alliages à base de Fe (FePt, FeMnSi, …..). I.1- Introduction Ce chapitre donne des informations générales sur les alliages à mémoire de forme et leur comportement. Il est nécessaire de développer des nouveaux matériaux susceptibles de remplir des fonctions de plus en plus complexes. Pour cela on a effectué des recherches sur les matériaux adaptatifs ou intelligents. Ces nouveaux matériaux ont des fonctions et des capacités spéciales par rapport aux matériaux traditionnels. Une propriété remarquable observée dans les alliages à mémoire de forme (AMF) est un phénomène physique nommé effet à mémoire de forme (EMF). Ces alliages sont généralement faciles à déformer de façon apparemment plastique à une température relativement basse, et peuvent récupérer totalement leur forme initiale par simple chauffage (EMF). Cette déformation récupérable peut atteindre jusqu’à 8% en traction. 7
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