Projet ANR-06-MAPR-0013 – NANOFILMAG : Déformation plastique sévère appliquée à la nanostructuration des fils composites pour aimants supraconducteurs ou résistifs
Programme : Programme Matériaux et Procédés (MATETPRO) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : ALSTOM MAGNETS AND SUPERCONDUCTORS SA (ALSTOM MAGNETS AND SUPERCONDUCTORS SA)
Partenaires : PME; Centre national de la recherche scientifique; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Université de Poitiers
Montant : 459043.0 euros
Date de début : 2007
Durée : 36 mois
Résumé : Contexte scientifique et objectifs du projet et Résultats attendus -  Deux laboratoires du CNRS et deux laboratoires du CEA associés à la société Alstom/MSA -  proposent de mettre en commun leurs compétences pour maîtriser les conditions -  d'élaboration et de transformation de conducteurs nanocomposites à base de cuivre/niobium. -  Les domaines d'application visés concernent deux types d'électroaimants très différents : les -  électroaimants résistifs pulsés dans la gamme 60 à 100 T et les électroaimants -  supraconducteurs à fonctionnement continu dans la gamme 10 à 25 T. -  Dans le cas des aimants pulsés, la nanostructuration du composite cuivre/niobium permet de -  repousser la limite élastique du conducteur au delà de 1 GPa et donc de supporter les -  contraintes très élevées créées par les forces de Lorentz dans le bobinage tout en -  maintenant une bonne conductivité électrique du cuivre pour le transport du courant. Dans le -  cas des aimants supraconducteurs, les composites cuivre/niobium sont complétés par des -  réserves d'étain puis soumis à un traitement thermique durant lequel l'étain diffuse dans le -  cuivre qui devient du bronze et réagit avec le niobium pour précipiter le composé -  intermétallique polycristallin Nb3Sn. Quand il est refroidi à très basse température, le Nb3Sn -  devient un supraconducteur de type II et ses propriétés dépendent fortement de -  l'homogénéité et de la finesse de sa microstructure et sont optimales pour des tailles de -  grains de 10 à 50 nm. -  Pour ces deux applications, il y a donc un intérêt commun à promouvoir le développement de -  grandes longueurs (> 100 m) de fils composites constitués de nanofilaments de niobium -  insérés dans une matrice de cuivre pur. Le projet NANOFILMAG a pour but d'étudier la -  faisabilité de tels fils en mettant en oeuvre divers procédés de co-filage, co-étirage et -  d'Extrusion Coudée à Aire Egale (ECAE) avec recours à des taux extrêmes de déformation à -  froid (Déformation Plastique Sévère - DPS). Les matériaux nanocomposites obtenus seront -  évalués du point de vue microstructural (taille des grains, texture, nature des interfaces) et -  caractérisés sur le plan mécanique (essais macroscopiques, nanoindentation, déformation in -  situ sous RX et neutrons) et électrique (mesures de conductivité pour les applications -  pulsées, mesures de courant critique et étude des forces d'ancrage des tubes de flux pour -  les applications supraconductrices). -  La mutualisation des moyens et des efforts entre les différents partenaires de NANOFILMAG -  leur permettra de travailler plus efficacement, et si le projet réussit, de lever divers verrous -  technologiques bloquant aujourd'hui leurs développements et de renforcer leur rôle de leader -  dans leur domaines respectif. NANOFILMAG permettra également à Alstom/MSA de -  promouvoir sa R&D et d'améliorer les performances et la rentabilité de certains de ses -  produits, assurant par la même la viabilité économique à l'horizon 2010 de son unité de -  production de Belfort.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             ...