Projet ANR-06-BLAN-0181 – MITECT : Modelling Intermetallics using Theory, Experiments and Computational Thermodynamics
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE CENTRE-EST (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE CENTRE-EST)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Office national d'études et de recherches aérospatiales
Montant : 270000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : Ce projet propose une étude fondamentale multiéchelle de systèmes ternaires réfractaires à base d'éléments tels que Mo, Si, B et de métaux précieux comme Pt ou Ru. Ces alliages contiennent de nombreux composés intermédiaires et ne sont pas encore bien caractérisés, alors qu'ils sont d'un grand intérêt tant pour la physique du solide que pour la conception de nouveaux matériaux réfractaires. Du point de vue macroscopique, nous déterminerons expérimentalement les équilibres de phases en fonction de la température et de la composition, les propriétés thermodynamiques des phases et la cinétique des réactions aux températures élevées. A l'échelle microscopique, nous déterminerons les structures cristallines des phases et calculerons par des méthodes " ab initio "les structures électroniques et les propriétés thermodynamiques. Toutes les études, tant expérimentales que théoriques, seront utilisées pour élaborer les meilleures optimisations numériques possibles des systèmes par la méthode CALPHAD. Dans le même temps, les résultats obtenus pour les composés ternaires serviront à améliorer la modélisation " ab initio " de ceux-ci, laquelle n'est pas encore totalement satisfaisante. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d'intégrer toutes les approches mentionnées ci-dessus en allant progressivement vers les niveaux de complexité les plus élevés, afin de relier l' "ab initio ", la synthèse des composés et la réactivité chimique, ainsi que l'optimisation numérique. Nous appliquerons cette approche intégrée a un système multinaire présentant des composés intermétalliques : le ternaire Mo-Si-B dans lequel les effets d'additions de Ru ou Pt seront étudiées. Ceci implique l'étude des ternaires tels que Mo-Ru-Si ou Mo-Pt-Si... La procédure suivie sera, schématiquement : 1) Expériences : cette partie est destinée à la détermination des propriétés thermodynamiques, à l'identification des domaines de composition des phases, des tructures cristallines, des propriétés de diffusion, etc, en relation étroite avec la seconde partie ; 2) Calcul théorique des propriétés des phases : cette partie sera constituée par les calculs ab initio et les simulations atomistiques, en interaction étroite avec 1 ; 3) Création de bases de données thermodynamiques : cette partie sera dédiée à la modelisation numérique des phases par la méthode CALPHAD, à partir des résultats fournis par 1 et 2 et à l'extension des bases de données existantes pour répondre aux besoins de 4 et 5 ; 4) Expériences de contrôle : il s'agira de réaliser des expériences ciblées, à l'échelle du laboratoire, afin de valider les premiers résultats ab initio et ceux des optimisations numériques ; 5) Derniers ajustements après les expériences de contrôle. ***************************************  This project proposes a multiscale fundamental study of ternary refractory systems. Refractory ternary systems based on elements like Mo, Si, B and precious metals like Pt or Ru contain many intermetallic compounds and are not yet well characterized, while they can be of great interest both in the theory of solid state and in the design of new refractory materials. Macroscopically, we will determine experimentally phase equilibria as functions of temperature and composition, thermodynamic properties of the phases, kinetic of chemical reactions at high temperatures. Microscopically, we will determine crystalline structures of phases and compute by "ab initio" methods electronic structures and thermodynamic properties. All the studies, experimental and theoretical, will be used to build the best possible CALPHAD optimizations of the systems. At the same time, the data found in the ternary phases will help to improve the "ab initio" modelling of ternary compounds which is not yet completely satisfactory.  To reach this objective, we propose to integrate all the above outlined approaches and to step successively to higher levels of complexity, thus bridging ab initio, compound synthesis and chemical reac.