Relation microstructure – propriétés nanomécaniques de supraconducteurs REBCO

Mines Saint-Etienne; Auvergne-Rhône-Alpes; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Une institution scientifique renommée située en Auvergne-Rhône-Alpes recherche un stagiaire en science des matériaux pour travailler sur les supraconducteurs à haute température. Le candidat idéal sera en 3ème année d'école d'ingénieurs ou en Master 2 avec un intérêt pour le travail expérimental. Les tâches incluent la préparation d'échantillons et la caractérisation nanomécanique. Ce stage peut aboutir à une thèse selon les évaluations de l’étudiant et de l'encadrant.

Qualifications

• Intérêt pour le travail expérimental.
• Expérience en caractérisation microstructurale.

Responsabilités

• Préparer des échantillons par découpe et polissage.
• Caractériser la microstructure par MEB et autres techniques.
• Réaliser des essais nanomécaniques par nanoindentation.
• Exploiter les résultats pour en extraire les propriétés mécaniques.

Connaissances

Rigueur

Curiosité

Autonomie

Travail en équipe

Formation

3ème année d’école d’ingénieurs / Master 2 en science des matériaux ou mécanique du solide

Outils

MEB

EDX

EBSD

nanoindentation

Description du poste

Description

Contexte

Les supraconducteurs à haute température critique (HTS) à base d’oxydes mixtes de baryum, de cuivre et de terres rares (REBCO) sont des matériaux à ultra-hautes performances capables de relever certains défis sociétaux et environnementaux auxquels nous faisons face. Sous forme d’aimants, ils produisent de très hauts champs magnétiques à basse température (~20 T à ~4 K) et des champs plus modérés à des températures compatibles avec l’azote liquide industriel (~6 T à ~77 K). Ce stage s’inscrit dans un projet de plus grande envergure (ANR « MARS », ANR-25-CE08‑01) qui vise notamment à caractériser le comportement micromécanique des couches minces individuelles des HTS‑REBCO à température cryogénique, le relier à leur microstructure et finalement aux performances supraconductrices du ruban. Des travaux préliminaires ont déjà été menés au Laboratoire Georges Friedel des Mines Saint‑Étienne sur la caractérisation micromécanique des couches constitutives du ruban à température ambiante. Le stage permettra d’approfondir certains éléments de caractérisation nanomécanique / microstructurale (cf. sections suivantes) et pourra poursuivre par une thèse sur appréciation de l’étudiant(e) et de l’encadrant.

Objectif

L’objectif de ce stage est de mieux comprendre la relation microstructure – propriétés nanomécaniques des couches minces individuelles constituant les rubans HTS‑REBCO. Des travaux préliminaires ont montré une forte anisotropie des propriétés mécaniques de la couche de REBCO mais qui reste inexpliquée jusqu’alors. Par ailleurs, il est connu que selon le constructeur du ruban, ses performances supraconductrices et son intégrité structurale peuvent varier. Comprendre ces aspects fera partie des enjeux du stage.

Tâches

• Préparation des échantillons : découpe, enrobage, polissage mécanique et / ou ionique.
• Caractérisation de la microstructure : MEB, EDX, EBSD, voire TKD et / ou MET.
• Caractérisation nanomécanique : principalement par nanoindentation, en mode « cartographie rapide » pour les essais ex situ, et en « standard » pour les essais in situ MEB. Des essais micromécaniques du type compression de micropiliers et flexion de micropoutres pourront être réalisés en fonction de l’avancement du stage. Une campagne d’essais in situ MEB à température cryogénique pourra également être effectuée.
• Exploitation des résultats : traitement des courbes force‑déplacement pour en extraire les propriétés mécaniques, et corrélation avec la microstructure.

Profil

• 3ème année d’école d’ingénieurs / Master 2 en science des matériaux ou mécanique du solide.
• Intérêt pour le travail expérimental.
• Rigueur, curiosité, autonomie, travail en équipe.

Starting date

• 02‑02