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Sep 01, 2023

Structure et propriétés sélectionnées de Al

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 14194 (2022) Citer cet article 1371 Accès à 3 citations Détails des métriques Le but de l'étude était de compléter les données sur l'alliage Al65Cr20Fe15 avec

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 14194 (2022) Citer cet article

1371 Accès

3 citations

Détails des métriques

Le but de l'étude était de compléter les données sur l'alliage Al65Cr20Fe15 à structure à phases binaires et l'alliage Al71Cr24Fe5 à structure multiphasée préparé avec deux vitesses de refroidissement différentes à partir de l'état liquide. La présence de la phase structurellement complexe Al65Cr27Fe8 a été confirmée par diffraction de neutrons, microscopie électronique à balayage avec analyse de la composition chimique et microscopie électronique à transmission. De plus, la phase Al8Cr5 avec une structure en laiton γ a été identifiée pour l'alliage Al71Cr24Fe5 dans les deux vitesses de refroidissement à partir de l'état liquide. En raison des caractéristiques intéressantes des alliages structurellement complexes, la résistance à l’usure, les propriétés magnétiques et les produits de corrosion après avoir effectué des tests électrochimiques ont été examinés. Sur la base des mesures broche sur disque, un coefficient de frottement plus faible a été observé pour l'alliage Al65Cr20Fe15 (µ ≈ 0,55) par rapport à l'alliage multiphasé Al71Cr24Fe5 (µ ≈ 0,6). La dureté moyenne de l'alliage à phase binaire Al65Cr20Fe5 (HV0,1 = 917 ± 30) était supérieure à celle de l'alliage multiphasé Al71Cr24Fe5 (HV0,1 = 728 ± 34) et des alliages monophasés Al – Cr – Fe décrits dans la littérature. De plus, l’effet bénéfique d’une solidification rapide sur la dureté a été démontré. Les alliages Al65Cr20Fe15 et Al71Cr24Fe5 ont montré un comportement paramagnétique, cependant l'alliage Al71Cr24Fe5 rapidement solidifié a indiqué une augmentation des propriétés magnétiques. Les alliages étudiés ont été caractérisés par la présence de couches passives après tests électrochimiques. Une quantité plus élevée d'oxydes à la surface de l'alliage Al71Cr24Fe5 a été enregistrée en raison de l'effet positif du chrome sur la stabilisation de la couche passive.

Les alliages métalliques complexes (CMA) sont des composés cristallins intermétalliques. Les CMA sont composés de phases d'alliage structurellement complexes (SCAP)1. Ils sont caractérisés par de grandes cellules unitaires pouvant être constituées de milliers d’atomes. Les cristaux contenant plusieurs dizaines d'atomes dans leur cellule2, les quasi-cristaux et leurs approximants3 sont considérés comme des structures de type SCAP. Les alliages métalliques complexes présentent des propriétés physico-chimiques intéressantes, telles qu'une dureté élevée, un faible coefficient de frottement et une bonne résistance à la corrosion4,5. De plus, les SCAP exempts de défauts de structure peuvent être caractérisés par un degré élevé d’ordre magnétique6. L’ensemble des caractéristiques uniques des alliages à structure structurellement complexe résulte de différences dans le transport des électrons et des phonons dues aux différentes structures atomiques des réseaux cristallins classiques2,7. Les principales limites pour le développement de ce groupe de matériaux sont la fabrication d’alliages monophasés structurellement complexes et les ressources informatiques et théoriques nécessaires à leur description6. Sur la base de leurs propriétés physicochimiques, les alliages métalliques complexes ont des applications potentielles en tant que matériaux thermoélectriques, catalytiques et structurels (entre autres, dans les pièces de satellites à forte charge)3,5,6. Les CMA pourraient être appliqués dans les composites ou comme matériaux de revêtement en raison du coefficient de frottement réduit4,5,8.

Les alliages Al – Cr – Fe, Al – Cu – Fe et Al – Cu – Fe – Cr ont été classés comme CMA en raison de la présence de phases d'alliage structurellement complexes4. L'apparition de phases de laiton γ a souvent été observée lors de la préparation de quasi-cristaux et de leurs approximants dans Al – Cr9,10, Al – Cr – Fe2,4,8,11,12,13,14, Al – Cu15,16 et Compositions chimiques Al – Cu – Cr17,1812. Dong9 a déclaré que les phases γ-laiton sont des approximations de quasi-cristaux. De même, Veys et al.19 ont indiqué que la phase Al65Cr27Fe8 est un composé CMA avec une structure en laiton γ qui peut être considérée comme un approximatif des phases icosaédriques et décagonales quasicristallines. Dans d'autres publications4,11, les alliages Al64.2Cr27.2Fe8.1 et Al66.9Cu11.6Fe11.6Cr10.6 d'alliages structurellement complexes ont été produits par frittage à chaud de poudres sous forme de rouleaux d'un diamètre de 20 mm puis soumis à traitement thermique. Sur la base de l'analyse par diffraction des rayons X, la phase Al8Cr5 a été identifiée pour l'alliage Al64.2Cr27.2Fe8.1 et la phase Al6.5Cr0.5Cu2Fe pour l'alliage Al66.9Cu11.6Fe11.6Cr10.6. Les auteurs11 ont conclu que la phase Al8Cr5 (γ-laiton) est isostructurale avec la phase Al65Cr27Fe8.