ERDF — CNRS — POLARIS — EMERGENT (Q3681610)
Jump to navigation
Jump to search
Project Q3681610 in France
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | ERDF — CNRS — POLARIS — EMERGENT |
Project Q3681610 in France |
Statements
65,000.00 Euro
0 references
130,000.0 Euro
0 references
50.0 percent
0 references
31 August 2021
0 references
CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
0 references
49°12'0.97"N, 0°20'57.37"W
0 references
14052
0 references
La grande majorité des matériaux utilisés dans l'industrie métallurgique et le nucléaire sont polycristallins : ils sont composés de grains d'orientations cristallographiques différentes et séparés par des joints de grains (JG) représentant un défaut d'accommodation entre cristaux. Si les propriétés mécaniques des matériaux dépendent pour partie de la nature des grains, elles sont aussilargement déterminées par les caractéristiques des JG. Un champ d'étude actif est celui de la caractérisation des JG dans les matériaux soumis à une contrainte extérieure, et plus particulièrement dans le domaine du nucléaire. La thématique physique de ce projet sera donc celle de l'étude des JG sous contrainte dans le contexte des matériaux du nucléaire, aciers austénitiques en tête. Dans ce cadre, une attention particulière sera portée au phénomène de ségrégation aux JG qui peut avoir une influence majeure sur les caractéristiques des JG, et incidemment sur les propriétés physiques du matériau. De nombreuses questions restent ouvertes à l'heure actuelle sur cette thématique complexe, vis à vis notamment du mécanisme de traînage de soluté, des interactions dislocation-soluté associées à la notion de piège énergétique, ou encore de la modification de l'énergie des JG due aux solutés.La physique des JG s'avère particulièrement complexe, et sa compréhension fine est un prérequis à toute prédiction des propriétés mécaniques, physiques et chimiques des matériaux polycristallins en condition d'usage. Pour répondre à cet enjeu, l'approche développée doit être à la fois expérimentale et numérique. D'un côté, l'approche expérimentale fournit une grande quantité des données sur les JG dans des matériaux réels, mais se révèle complexe et coûteuse à mettre en oeuvre. De plus, compiler, classer et exploiter toutes ces données expérimentales pour en extraire les informations pertinentes constitue un véritable challenge. D'un autre côté, l'approche numérique, elle, présentel'avantage d'être moins coûteuse et plus rapide à fournir des résultats que l'approche expérimentale.Dans ce cadre, l'équipe ERAFEN du GPM de Rouen a développé l'approche numérique des quasiparticules(QA), qui a déjà prouvé sa capacité à simuler la cinétique de JG sous contrainte avec une précision s'approchant des résultats de dynamique moléculaire (MD), mais pour un coût en temps de plusieurs centaines de fois inférieur. Cependant, bien que performante, cette méthode n'a été utilisée jusqu'à présent que sur des JG modèles, encore éloignés des matériaux réels. (French)
0 references
The vast majority of materials used in the metallurgical and nuclear industry are polycrystalline: they are composed of grains of different crystallographic orientation and separated by grain joints (JG) representing a lack of accommodation between crystals. While the mechanical properties of the materials depend partly on the nature of the grains, they are also largely determined by the characteristics of the JG. An active field of study is the characterisation of JG in externally constrained materials, particularly in the nuclear field. The physical theme of this project will therefore be that of the study of constrained JGs in the context of nuclear materials, austenitic steels in mind. In this context, particular attention will be paid to the phenomenon of JG segregation, which can have a major influence on JG characteristics, and incidentally on the physical properties of the material. Many questions remain open at present on this complex issue, particularly with regard to the solute dragging mechanism, the dislocation-solute interactions associated with the concept of an energy trap, or the modification of JG energy due to solutes. JG physics is particularly complex, and its fine understanding is a prerequisite for any prediction of the mechanical, physical and chemical properties of polycrystalline materials in use condition. To meet this challenge, the developed approach must be both experimental and digital. On the one hand, the experimental approach provides a large amount of JG data in real materials, but proves to be complex and costly to implement. Moreover, compiling, classifying and using all these experimental data to extract relevant information is a real challenge. On the other hand, the digital approach has the advantage of being less costly and faster to deliver results than the experimental approach.In this context, the ERAFEN team of the Rouen PMG developed the digital approach to quasi-particles (QA), which has already proven its ability to simulate the kinetics of JG under stress with precision approaching molecular dynamics (MD) results, but at a time cost of several hundred times less. However, although effective, this method has been used so far only on JG models, which are still far from real materials. (English)
18 November 2021
0 references
Die überwiegende Mehrheit der in der metallurgischen und nuklearen Industrie verwendeten Materialien ist polykristallin: Sie bestehen aus Körnern unterschiedlicher kristallographischer Ausrichtungen, die durch Kornfugen (JG) getrennt sind, die eine Fehlanpassung zwischen Kristallen darstellen. Auch wenn die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe zum Teil von der Art der Körner abhängen, werden sie auch weitgehend durch die Eigenschaften der JG bestimmt. Ein aktives Untersuchungsfeld ist die Charakterisierung von JG in Materialien, die einer äußeren Belastung ausgesetzt sind, insbesondere im Nuklearbereich. Das physikalische Thema dieses Projekts wird also die Studie der JG unter Belastung im Zusammenhang mit Kernmaterial, Austenitstählen an der Spitze sein. Dabei wird besonderes Augenmerk auf das Phänomen der JG-Seigerung gelegt, das einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften von JG und die physikalischen Eigenschaften des Materials haben kann. Zu dieser komplexen Thematik sind derzeit noch viele Fragen offen, insbesondere im Hinblick auf den Mechanismus des löslichen Schleppens, die mit dem Konzept der Energiefalle verbundenen Dislokations- und Löslichkeitsinteraktionen oder auch die Veränderung der Energie der JG durch gelöste Stoffe.Die Physik der JG erweist sich als besonders komplex, und ihr feines Verständnis ist eine Voraussetzung für jede Vorhersage der mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften polykristalliner Materialien unter Verwendungsbedingungen. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, muss der entwickelte Ansatz sowohl experimentell als auch digital sein. Auf der einen Seite liefert der experimentelle Ansatz eine große Menge an Daten über die JG in realen Materialien, erweist sich jedoch als komplex und kostspielig. Darüber hinaus ist es eine echte Herausforderung, all diese experimentellen Daten zu kompilieren, zu klassifizieren und zu nutzen, um relevante Informationen zu extrahieren. Andererseits hat der digitale Ansatz den Vorteil, dass er kostengünstiger und schneller Ergebnisse liefert als der experimentelle Ansatz. In diesem Rahmen hat das ERAFEN-Team der GPM in Rouen den numerischen Ansatz für Quasipartikel (QA) entwickelt, der bereits seine Fähigkeit unter Beweis gestellt hat, die Kinetik von JG unter Spannung mit einer Genauigkeit zu simulieren, die sich den Ergebnissen der molekularen Dynamik (MD) nähert, aber für mehrere hundertmal niedrigere Zeitkosten. Obwohl diese Methode erfolgreich ist, wurde sie bisher nur bei Modell-JGs eingesetzt, die noch weit von den realen Materialien entfernt sind. (German)
1 December 2021
0 references
De overgrote meerderheid van de materialen die in de metallurgische en nucleaire industrie worden gebruikt, is polykristallijn: zij zijn samengesteld uit korrels met verschillende kristallografische oriëntatie en gescheiden door korrelverbindingen (JG) die een gebrek aan accommodatie tussen kristallen vertegenwoordigen. Hoewel de mechanische eigenschappen van de materialen gedeeltelijk afhangen van de aard van de korrels, worden ze ook grotendeels bepaald door de kenmerken van de JG. Een actief studiegebied is de karakterisering van JG in extern beperkt materiaal, met name op nucleair gebied. Het fysieke thema van dit project zal daarom zijn dat van de studie van beperkt JGS in de context van nucleaire materialen, austenitisch staal in het achterhoofd. In dit verband zal bijzondere aandacht worden besteed aan het fenomeen JG segregatie, dat een grote invloed kan hebben op JG kenmerken, en incidenteel op de fysische eigenschappen van het materiaal. Er zijn nog veel vragen over deze complexe kwestie, met name met betrekking tot het opvangmechanisme, de dislocatie-solute interacties in verband met het concept van een energieval, of de wijziging van JG-energie als gevolg van oplosmiddelen. JG-fysica is bijzonder complex en het fijne begrip ervan is een voorwaarde voor elke voorspelling van de mechanische, fysische en chemische eigenschappen van polykristallijne materialen in gebruiksconditie. Om deze uitdaging het hoofd te bieden, moet de ontwikkelde aanpak zowel experimenteel als digitaal zijn. Aan de ene kant levert de experimentele aanpak een grote hoeveelheid JG-gegevens in echte materialen, maar blijkt complex en kostbaar te implementeren. Bovendien is het verzamelen, classificeren en gebruiken van al deze experimentele gegevens voor het extraheren van relevante informatie een echte uitdaging. Aan de andere kant heeft de digitale aanpak het voordeel dat het minder kostbaar en sneller is om resultaten te leveren dan de experimentele aanpak.In deze context ontwikkelde het ERAFEN-team van de Rouen PMG de digitale benadering van quasi-deeltjes (QA), die al heeft aangetoond dat het in staat is om de kinetiek van JG onder stress te simuleren met precisie naderende moleculaire dynamiek (MD) resultaten, maar tegen een tijdskost van enkele honderden keer minder. Hoewel deze methode effectief is, is deze methode tot nu toe alleen gebruikt voor JG-modellen, die nog steeds verre van echte materialen zijn. (Dutch)
6 December 2021
0 references
La stragrande maggioranza dei materiali utilizzati nell'industria metallurgica e nucleare sono policristallini: sono composti da grani di diverso orientamento cristallino e separati da giunti a grani (JG) che rappresentano una mancanza di sistemazione tra i cristalli. Le proprietà meccaniche dei materiali dipendono in parte dalla natura dei grani, ma sono anche in gran parte determinate dalle caratteristiche del JG. Un campo di studio attivo è la caratterizzazione del JG nei materiali con vincoli esterni, in particolare nel settore nucleare. Il tema fisico di questo progetto sarà quindi quello dello studio del JGS vincolato nel contesto delle materie nucleari, degli acciai austenitici in mente. In questo contesto, si presterà particolare attenzione al fenomeno della segregazione JG, che può avere una notevole influenza sulle caratteristiche JG e, tra l'altro, sulle proprietà fisiche del materiale. La fisica JG è particolarmente complessa e la sua comprensione è un prerequisito per qualsiasi previsione delle proprietà meccaniche, fisiche e chimiche dei materiali policristallini in condizioni d'uso. Per far fronte a questa sfida, l'approccio sviluppato deve essere sia sperimentale che digitale. Da un lato, l'approccio sperimentale fornisce una grande quantità di dati JG in materiali reali, ma si rivela complessa e costosa da implementare. Inoltre, la compilazione, la classificazione e l'utilizzo di tutti questi dati sperimentali per estrarre informazioni pertinenti rappresenta una vera sfida. D'altra parte, l'approccio digitale ha il vantaggio di essere meno costoso e veloce per ottenere risultati rispetto all'approccio sperimentale.In questo contesto, il team ERAFEN del PMG Rouen ha sviluppato l'approccio digitale alle quasi-particelle (QA), che ha già dimostrato la sua capacità di simulare la cinetica di JG sotto stress con risultati di precisione avvicinandosi alla dinamica molecolare (MD), ma ad un costo di diverse centinaia di volte inferiore. Tuttavia, sebbene efficace, questo metodo è stato finora utilizzato solo sui modelli JG, che sono ancora lontani dai materiali reali. (Italian)
13 January 2022
0 references
La gran mayoría de los materiales utilizados en la industria metalúrgica y nuclear son policristalinos: están compuestos por granos de diferente orientación cristalográfica y separados por juntas de grano (JG) que representan una falta de acomodo entre los cristales. Aunque las propiedades mecánicas de los materiales dependen en parte de la naturaleza de los granos, también están determinadas en gran medida por las características del JG. Un campo de estudio activo es la caracterización de JG en materiales con limitaciones externas, particularmente en el campo nuclear. Por lo tanto, el tema físico de este proyecto será el del estudio de los JGS limitados en el contexto de los materiales nucleares, los aceros austeníticos en mente. En este contexto, se prestará especial atención al fenómeno de la segregación por grupos mixtos, que puede tener una gran influencia en las características de la GJ y, por cierto, en las propiedades físicas del material. En la actualidad quedan muchas cuestiones pendientes en relación con esta compleja cuestión, en particular con respecto al mecanismo de arrastre del soluto, las interacciones dislocacionales-solutas asociadas con el concepto de una trampa de energía, o la modificación de la energía de JG debido a los solutos. La física JG es particularmente compleja, y su fina comprensión es un requisito previo para cualquier predicción de las propiedades mecánicas, físicas y químicas de los materiales policristalinos en condiciones de uso. Para hacer frente a este reto, el enfoque desarrollado debe ser tanto experimental como digital. Por un lado, el enfoque experimental proporciona una gran cantidad de datos de JG en materiales reales, pero resulta complejo y costoso de implementar. Además, compilar, clasificar y utilizar todos estos datos experimentales para extraer información relevante es un verdadero desafío. Por otro lado, el enfoque digital tiene la ventaja de ser menos costoso y más rápido para obtener resultados que el enfoque experimental.En este contexto, el equipo ERAFEN de la PMG Rouen desarrolló el enfoque digital de las cuasipartículas (QA), que ya ha demostrado su capacidad para simular la cinética de JG bajo estrés con precisión acercando los resultados de la dinámica molecular (MD), pero a un tiempo costando varios cientos de veces menos. Sin embargo, aunque eficaz, este método se ha utilizado hasta ahora solo en modelos JG, que todavía están lejos de los materiales reales. (Spanish)
14 January 2022
0 references
Identifiers
19P02823
0 references