Microfibres d’aluminium

Microfibres d’aluminium

Suzanne Verheyden, Léa Deillon et A. Mortensen (avec les anciennes contributions de Jérôme Krebs et Csilla Miko)

Ce projet financé par le Fonds National Suisse de la recherche scientifique vise d’une part à mettre au point des procédés permettant de couler des échantillons métalliques à l’échelle de un à cent micromètres, et d’autre part à explorer les effets de taille en plasticité dans les métaux et alliages grâce aux échantillons ainsi obtenus.

La coulée de précision consiste tout d’abord à produire des cavités, à l’aide de modèles solides ou en cire perdue, dans un moule fait d’un matériau suffisamment réfractaire et chimiquement inerte pour entrer en contact avec du métal liquide. Si une pression peut être appliquée sur le métal liquide pour le forcer à pénétrer dans des pores plus fins que ne le permet la gravité seule, alors les pièces moulées peuvent être beaucoup plus petites que celles obtenues par le biais des technologies conventionnelles ; c’est l’approche explorée dans ce projet pour pousser l’art du moulage à de plus faibles dimensions. Concrètement, nous avons développé des composés à base de carbonate qui peuvent être utilisés pour la production de pièces moulées en cuivre de quelques centaines de micromètres de large. Dans le cadre de travaux récents, des moules en NaCl ont également été fabriqués et utilisés pour couler des fibres cylindriques d’aluminium d’environ 10 µm de diamètre et d’une rugosité de surface de l’ordre de 50 nm. Ces fils métalliques sont monocristallins et exempts de défauts tels que ceux introduits par des techniques alternatives comme l’usinage par faisceau ionique focalisé. A l’aide d’un appareil d’essai de microtraction fabriqué sur mesure, nous testons ces fils afin d’explorer leur déformation plastique et la manière dont celle-ci est affectée par le diamètre du fil.