Élaboration et caractérisation des alliages mécaniques d'aluminium et de titane autour de la composition stoechiométrique de TiAl₂

L'étude menée dans ce présent rapport consiste à élaborer et à caractériser au cours du broyage mécanique des alliages d'Aluminium et de Titane autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ à partir des poudres métalliques jusqu'à leurs état amorphe. Le but recherché dans cette fourchette de compositions est de pouvoir obtenir des alliages métalliques, après des compactages éventuels, renforcés par des composés intermétalliques de TiAl₂ . À cette fin, l'alliage TiAl₂ a été étudié à l'aide d'un broyeur à tiges métalliques traitées tournant à une vitesse de 95 tr/min et des alliages de type TiₓAli₁₋ₓ (x=30, 35 et 40%at.) ont été étudiés à l'aide d'un broyeur d'Aluminium à billes d'aciers et tournant à 170 tr/min. Dans les deux cas, les particules des poudres des différents types de mélanges ont été caractérisées au cours du broyage à l'aide de la microscopie électronique à balayage, la microscopie électronique à transmission, la diffraction à rayons-X, l'analyseur d'images et de l'analyse thermique différentielle. Le contrôle et le suivi de l'évolution morphologique et structurale des différentes particules constituant les poudres nous ont permis de mieux comprendre et de cerner en partie les phénomènes se produisant au cours du processus de broyage mécanique. Les résultats obtenus ont montré qu'aucours du broyage, les différentes particules s'agglomèrent pour ensuite se raffiner lorsque nous nous approchons de l'état amorphe. Dans la gamme des compositions choisies, nous avons constaté que l'amorphisation des poudres est d'autant plus rapide qu'il y a plus d'Aluminium dans le mélange et que l'énergie de broyage déployée est plus élevée. L'analyse thermique différentielle des poudres rendues à l'état amorphe a montrée qu'autour de la composition stœchiométrique de TiAl₂ , les phases TiAl et TiAl₃ se stabilisent dans les mélanges à des températures de 600°C environ. Enfin, et afin de pouvoir interpréter les résultats obtenus, deux approches théoriques ont été élaborés et concernent notamment l'énergie de compression induite par broyage et le calcul des déformations accumulées à partir des mesures de duretés. En effet, à partir des mesures de la dureté des particules , nous avons remarqué que celle-ci augmente avec le temps de broyage et que le taux de déformation des particules de Titane est de l'ordre de 22% après les 25 premières heures de broyage dans le cas du broyeur utilisant les billes d'aciers

Comparative study on the successive impact behavior of composites in ship structures

Composite materials are categorized to be highly sensitive to low-velocity impact events. This feature is considered as a serious limitation for their application in engineering. Therefore, understanding impact energy absorption is critical in improving composite material damage tolerance and especially under successive impacts. This work was dedicated to an experimental investigation that aims to study and compare the energy absorption ability and damage behavior of PVC-foam sandwich and GFRP laminated composites under multiple impacts occurring at small energy levels. For this purpose, low-velocity impact repeated tests were carried out until total absorption of the impact initial energy was reached. A relative energy absorption index and a rebound index were proposed in order to assess energy absorption capacity. The results indicated that, directly after the first impact, the sandwich composite formed from two 4mm laminated skins absorbed 80% of the initial impact energy, in comparison to approximately 60% for 8mm laminated composite. This performance of sandwich composite is attributed to the damping ability of the core. Also, the impact velocity rebound rate of this composite was found to be higher than that of laminates. However, impact damage is greater in composite sandwiches than in laminates

Mechanical, electrochemical (EIS), and microstructural characterization of reinforced concrete incorporating natural volcanic pozzolan

The primary objective of this study was to assess the benefits of incorporating higher NMP content as a cement substitute in mortar and concrete mixtures. Our aim was to quantify and elucidate the impact of Natural Moroccan Pozzolanic material (NMP) on compressive strength, insulation performance, and corrosion resistance of reinforced concrete when exposed to chloride attack. Higher NMP dosages were considered for both economic and environmental reasons. Notably, this study is the first of its kind to focus on NMP as a cement substitute. In this study, we investigated the performance of reinforced concrete containing varying percentages of NMP as a partial substitution for Portland Cement (PC), ranging from 10% to 50% by weight. We evaluated the corrosion behavior of reinforced concrete in an aggressive medium (3% sodium chloride) after 3 and 90 days using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). We also assessed chloride permeability by measuring the degree of chloride penetration. Additionally, we conducted microstructural characterization using Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Raman spectroscopy to analyse the impact of NMP incorporation into concrete. The study's findings revealed that a partial substitution of cement with up to 50% NMP in concrete can be achieved without compromising overall strength. The highest compressive and bending strengths were observed in mixes with a 30% replacement of cement with NMP. The increased silica, alumina, and calcium content of NMP led to the formation of new calcium silicate hydrates (CSH) and calcium alumino silicate hydrates (CASH) gels, including tobermorite and Al-tobermorite, due to a pozzolanic reaction. Furthermore, the use of NMP in concrete construction improved thermal properties, reducing heat transfer and enhancing thermal comfort. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Open Circuit Potential (OCP) results indicated that the addition of natural Moroccan pozzolan enhanced the corrosion resistance of reinforced concrete exposed to 3% NaCl medium. Additionally, the incorporation of NMP significantly reduced cement usage, aligning with sustainable development goals by lowering CO2 emissions