Missions

Le chercheur / la chercheuse développera des pièces en céramique ultraréfractaire imprimées en 3D à l’aide des techniques DIW et SLA, combinées aux frittages conventionnel et SPS. L’objectif est de minimiser les additifs de frittage tout en préservant une densification élevée et les performances à haute température.

Activités

Ce projet de postdoctorat se concentre sur la fabrication de formes complexes en diborure de zirconium (ZrB2 un cas d’école pour l’étude de la maitrise du frittage haute température) en 3D en utilisant deux approches de frittage complémentaires : le frittage conventionnel avec une proportion élevée (5%) en additifs et le frittage spark plasma sintering (SPS) avec un très faible contenu en additifs (inférieur à 1%). Le ZrB2 est une céramique ultraréfractaire classique (point de fusion supérieur à 3000°C), mais sa fabrication présente des défis en raison de la nécessité d'ajouter de grandes quantités d'additifs, tels que B4C et du carbone, dans le frittage conventionnel. Ce projet vise à optimiser ces processus pour produire des pièces en ZrB2 de haute performance avec des additifs minimisés, préservant ainsi leurs excellentes propriétés à haute température.
La première approche (Axe 1) consiste à utiliser l'impression par robocating (DIW) pour imprimer des pièces en ZrB2 avec un contenu plus élevé d'additifs, suivie d'un frittage conventionnel à haute température. Cette approche vise à permettre l'impression de pièces plus grandes et plus épaisses autoportantes, un défi encore difficilement réalisable dans la littérature actuelle, qui est souvent limitée aux petites pièces.
La deuxième approche (Axe 2) utilise les pièces imprimées par DIW et préfrittées et la stéréolithographie (SLA) pour imprimer des « sous-moules » d’interfaces en graphite, qui sont ensuite utilisés pour assembler et fritter le ZrB2 avec une faible proportion en additifs par SPS. Cette technique combine la précision de la SLA pour créer des réseaux de sous-moules complexes et l'efficacité du SPS pour obtenir des pièces avec une microstructure à grains fins, un minimum d'additifs et des propriétés exceptionnelles à haute température. En couplant l'impression 3D au frittage, ces deux approches visent à faire progresser la fabrication du ZrB2, permettant ainsi la production de céramiques complexes et performantes pour des applications extrêmes.

Compétences

Les compétences suivantes sont fortement recommandées :
- Impression 3D
- Formulation de suspensions,
- Rhéologie,
- Potentiel zêta,
- Frittage,
- Compétences en modélisation numérique,
- Rédaction d’articles scientifiques.

Contexte de travail

Le chercheur/ la chercheuse mènera essentiellement un travail de synthèse, de formulation, et d’analyse fondamentale des mécanismes de frittage en présence. La valorisation se fera exclusivement par des publications scientifiques, les technologies ayant déjà été brevetées. L’objectif est de démontrer que le frittage de pièces par SPS peut être étendu à des températures encore plus élevées.

Ce contrat postdoctoral se fera au sein du laboratoire CRISMAT (unité mixte de recherche CNRS, ENSICAEN et Université Caen Normandie) comprenant une centaine de membres, le laboratoire, dans l’équipe "Matériaux et Procédés", sous la responsabilité de Charles Manière (Chargé de recherche au CNRS).



Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Cette proposition de poste est soumise à obtention du financement et les candidatures sont soumises à l’étude par le service des ressources humaines.