Equipe Microstructures de Croissance Auto-organisées
Self-organized Growth Microstructures Team
Adresse :
IM2NP
Faculté des Sciences et Techniques
Aile 1 - niveau 4, service 141
Avenue Escadrille Normandie Niemen
13397 Marseille Cedex 20
France
Radiographie enregistrée lors de la croissance de dendrites colonnaires.(alliage : Al – 3,5 % pds Ni ; G = 7 K/cm ; V = 40 µm/s) Expérience réalisée à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) Grenoble.

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solidification d’un alliage d’Al-3.5%pds Ni non affiné, G = 20 K/cm, V = 1 mm/s: a) t = t0 + 240 sec, b) t = t0 + 1344 sec, c) t = t0 + 3206 sec, d) t = t0 + 4254 sec. Le solide principalement constitué d’aluminium apparaît en gris tandis que le liquide enrichi en nickel est plus foncé.


transitions de phases solide-solide (Ni/Si) par diffusion réactive - simulation

solidification dirigée - alliage: Al-Ni3.5% en poids affiné (G=20 K/cm, V= 2 µm/s puis 20 µm/s)
 Thèmes de recherche :

L’équipe étudie la formation de micro- et nano- structures auto-organisées.

D’une part, nos travaux portent sur les microstructures de solidification, qui contrôlent les propriétés des matériaux élaborés en métallurgie et sont des structures dissipatives modèles pour les phénomènes hors équilibre, et les formes d’interdiffusion réactive (morphologies de Ni3Si2 pour le système Ni/Si, d’un grand intérêt en microélectronique).

Pour la solidification, notre originalité est l’étude d’échantillons massifs (systèmes métalliques / quasicristaux, analogues organiques transparents) par 3 voies complémentaires :
- métallographie post mortem;
- observation in situ (optique, imagerie synchrotron) de la dynamique des phénomènes;
- modélisation et simulation numérique. Cette approche a été étendue aux morphologies obtenues à l’état solide par diffusion réactive.

Mots clefs :
• Microstructures auto-organisées, Solidification, Alliages, Quasicristaux, Dendrites, Transition colonnaire – équiaxe, Structure de grains, Convection (naturelle, forcée par vibration), Imagerie synchrotron (radiographie, topographie), Expériences en microgravité, Interdiffusion réactive, Siliciures de nickel, Champ de phase

Equipements spécifiques :
- Dispositif de solidification dirigée de type Bridgman équipé d’un système de vibration/rotation
- Dispositif de solidification dirigée de type Bridgman pour observation par imagerie synchrotron à l’ ESRF (European Synchrotron Radiation Facility)
- Modèle de laboratoire du DSI (Directional Solidification Insert) du projet DECLIC : Dispositif de solidification dirigée d’alliages transparents massifs avec suivi et caractérisation optique du front de solidification in situ en temps réel
- Systèmes de saisie, traitement et analyse d’images
- Dispositifs de métallographie, dont caractérisation des structures de grains par anodisation
- Presse à diffusion
- Station de travail alpha bi-processeur – 1 Go RAM
Partenaires :
Union Européenne, Ministère, CNES (Centre National d’Etudes Spatiales), ESA (European Space Agency), STMicroelectronics

Collaborations scientifiques :
• GDR « Micropesanteur Fondamentale et Appliquée »
• GDR « Champ de phase »
• MAP (Microgravity Application Promotion) ESA : « CETSOL »: Columnar to Equiaxed Transition in SOLidification processing
• MAP « XRMON » ESA : In situ X-Ray MONitoring of advanced metallurgical processes under microgravity and terrestrial conditions
• REX « Complex Metallic Alloys »

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