L’équipe M3T s’intéresse à plusieurs aspects en relation avec la protection par des traitements thermochimiques des substrats à traiter vis-à-vis l’environnement de travail des pièces mécaniques. L’objectif visé est d’augmenter la durée de vie de ces pièces et réduire ou diminuer les coûts de production.
La maîtrise des procédés thermochimiques passe par la compréhension des phénomènes se déroulant à l’échelle de la maille cristalline. Ce qui nous incite à choisir des compositions chimiques, bien ajustées, pour les substrats à traiter, afin de conférer aux couches durcies par traitements thermochimiques des propriétés physicochimiques, mécaniques et tribologiques optimales en relation avec des applications industrielles ciblées.
Sur le plan fondamental, il sera question d’étudier l’origine et l’effet des phénomènes métallurgiques sur les différentes propriétés des couches durcies e croissance sur divers substrats. Les phénomènes métallurgiques étudiés sont le durcissement structural par précipitation des phases durcissantes et par la mise en solution du métalloïde dans le substrat, génération des contraintes résiduelles par chargement micromécanique, relation d’épitaxie des précipités avec la matrice et la diffusion à l’état solide
Plusieurs outils d’investigation sont nécessaires afin de caractériser les couches obtenues après traitements thermochimiques tels que la microscopie optique couplée à l’analyse d’images, MEB couplé à une analyse ponctuelle, diffraction des rayons X, micro dureté Vickers, etc. …
Sur le plan simulation de ces procédés thermochimiques, il sera question de développer des modèles cinétiques couplant le phénomène de diffusion à l’état solide du métalloïde dans la matrice avec la précipitation des phases durcissantes en fonction des paramètres technologiques tels que le temps de traitement, la température et l’activité du milieu réactionnel). Une étude thermodynamique de la stabilité des phases formées est développée en utilisant le formalisme Calphad relatif aux solutions solides régulières et sous- régulières.