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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 31/5 - 2006  - pp.513-526  - doi:10.3166/acsm.31.513-526
TITRE
Modélisation de la compression isostatique à chaud d'empilements de fils de cuivre et de tungstène en tenant compte des rampes de pression et de température

TITLE
Hip densification modelling including pressure and temperature ramps applied to copper and tungsten wire stackings

RÉSUMÉ

Modélisation de la compression isostatique à chaud d’'empilements de fils de cuivre et de tungstène en tenant compte des rampes de pression et de température. Des désaccords importants sont souvent observés entre les prévisions des simulations et les valeurs expérimentales relatives à la densification de matériaux par compression isostatique à chaud (CIC). Nous avons tenté de remédier à ces insuffisances en utilisant des matériaux modèles sous forme d’'empilements réguliers de fils de cuivre et de tungstène. Ces systèmes modèles présentent une géométrie simple et sont caractérisés par un nombre de coordination constant. Pour simuler leur densification, nous avons défini une méthode qui permet de prendre en compte les rampes de montée en température et de pressurisation des cycles CIC. Les équations des mécanismes de densification ont été établies sur la base de modèles micromécaniques. Les résultats obtenus montrent qu'’une importante densification par déformation plastique s’opère pendant la monté des cycles. Les prévisions des simulations sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux dans le cas des empilements de fils de cuivre. Les faibles écarts observés dans le cas du tungstène sont attribués à l'’incertitude des paramètres physiques injectés dans le modèle.



ABSTRACT

In order to elucidate the disagreement which is often observed between experimental and simulation data relative to HIPing densification of materials, the densification of a simulation material consisting of coiled wires was investigated. A simulation procedure, including pressure and temperature ramps, was developed on the basis of micromechanical models. Tests were performed on Cu or W thin wires submitted to various HIP cycles. Experimental data relative to densification were derived from quantitative image analysis on longitudinal cross sections through the hipped coils. The equations of densification were established from a geometric model very close to the real configuration of the wire stackings which are characterized by a constant coordination number. Results showed that significant densification by plastic yielding occurs during the pressurization step. The validation of the model can be deduced from the very good agreement which is obtained with experimental data for copper. The small discrepancy observed in the case of tungsten is ascribed to the fact that the material parameters used in the simulations are not known with sufficient precision.



AUTEUR(S)
Smaïl BOUDRAHEM, Michel GROSBRAS

Reçu le 15 octobre 2004.    Accepté le 4 mars 2005.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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