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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Stage : Résistance à l'irradiation des alliages à haute entropie


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2021-19126  

Description de l'unité

Le Service de Recherches de Métallurgie Physique (SRMP) fait partie du Département des Matériaux pour le Nucléaire (DMN) du CEA-Saclay et appartient à l'Université Paris-Saclay. Il est situé à 20 km au sud-ouest de Paris. Le SRMP compte 30 membres permanents et 30 étudiants en stage, thèse ou contrat post-doctoral.

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage : Résistance à l'irradiation des alliages à haute entropie

Sujet de stage

Résistance à l'irradiation des alliages à haute entropie

Durée du contrat (en mois)

6 mois à partir de février-mars 2022

Description de l'offre

Les alliages à haute entropie (HEA) appartiennent à une nouvelle classe de matériaux métalliques dans lesquels des propriétés exceptionnelles sont attendues du fait de leur structure cristallographique contenant plusieurs éléments chimiques en proportions élevées [1]. Dans l’industrie du nucléaire, ces alliages sont envisagés pour toutes les générations de réacteurs. Dans les réacteurs à eau pressurisée de génération 2 actuels, ils remplaceraient certains internes du circuit primaire en acier inoxydable austénitique (316) ou en Inconel 718, superalliage base nickel durci par précipitation de phases intermétalliques. Dans les futurs réacteurs à fission de génération 4, ils sont envisagés pour l’échangeur de chaleur des réacteurs à sel fondu de type MSR (Molten Salt reactor). Pour les futurs réacteurs à fusion, ils seraient utilisés en substitution aux alliages ferrito/martensitiques.

L'HEA à structure cubique à faces centrées (CFC) le plus étudié est l'alliage de Cantor (alliage équiatomique CoCrFeMnNi), mais la présence de cobalt, qui s’active fortement, l’exclut des applications nucléaires. Dans le cadre d’une collaboration entre les mines de Saint Etienne, Aperam et EDF, des alliages à haute entropie FeMnNiCr sans cobalt ont été développés. Ces alliages ont été irradiés à 550°C au sein de la plateforme JANNuS Saclay à 0.2 et 2 dpa. Après irradiation à 0.2 dpa, des défauts sous la forme de boucles de dislocation sont présents [2]. Ils sont visibles par microscopie électronique en transmission (MET) (Figure ci-dessous). A plus forte dose, des précipités se sont formés [3].

L’objectif du stage sera d’étudier à la fois les boucles de dislocation formées à faible dose mais également les précipités apparus à plus forte dose. Pour cela, les alliages seront analysés à l’aide de techniques de nano-caractérisation de pointe accessibles au département. Dans un premier temps, les échantillons seront nano-usinés à l’aide d’un faisceau d’ions focalisé (FIB). Puis les boucles de dislocations seront analysées par MET conventionnel (FEI Tecnai), tandis que les nano-précipités seront analysés à l’aide d’un MET doublement corrigé de l’aberration de sphéricité (Jeol ARM 200-F). L’évolution des propriétés mécaniques des matériaux sera également étudiée à l’aide d’essais de nano indentation.

 

L’étude sera encadrée par Estelle Meslin (estelle.meslin@cea.fr), spécialiste de MET et de l’étude des défauts d’irradiation. Le stage pourra être poursuivi par une thèse dans le même service dans lequel la résistance à l’irradiation des HEA sera comparée à celle de nuances industrielles (acier austénitique 316 et Inconel 718) ainsi qu’à des nuances « simplifiées » (Ni pur, FeNi, NiCr, FeNiCr).

Moyens / Méthodes / Logiciels

MET, SAT, MET-HR, STEM-EDS

Profil du candidat

Master 2 ou 3ème année d’école d’ingénieur en Science des Matériaux

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Gif-sur-Yvette

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Physique de solide, Science des Matériaux

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/02/2022