fr.wedoany.com Rapport : Les chercheurs de la chaire de fabrication additive numérique (DAP) de l'Université technique de Rhénanie-Westphalie à Aix-la-Chapelle (RWTH Aachen) développent une chaîne de procédés de fabrication additive pour produire des supraconducteurs à haute température en oxyde d'yttrium, de baryum et de cuivre (YBCO). L'équipe a choisi la fusion laser sur lit de poudre (PBF-LB) comme méthode de fabrication additive.
En tant que céramique oxyde, le YBCO présente l'avantage économique de pouvoir fonctionner sous refroidissement à l'azote liquide, mais sa fragilité et sa structure cristalline sensible à la teneur en oxygène posent des défis pour le processus de fabrication additive. Afin de maintenir la structure de phase Y-123 liée à la supraconductivité dans la chaîne de procédés, les chercheurs ont développé une poudre de YBCO spéciale à base d'oxyde d'yttrium, d'oxyde de cuivre et de carbonate de baryum. En ajustant la taille des particules, la fluidité et la composition chimique, ils ont obtenu des couches de poudre uniformes avec une qualité reproductible.
En ajustant les paramètres clés du procédé (notamment par une double exposition avec un faisceau laser défocalisé), l'équipe a réussi à fabriquer les premiers échantillons de YBCO avec une géométrie reproductible. Bien que les échantillons initiaux n'aient pas montré de supraconductivité, l'analyse de phase a révélé une diminution de la proportion de la phase supraconductrice Y-123. Cependant, après un traitement thermique sous atmosphère d'oxygène, ces échantillons ont retrouvé une chute caractéristique de la résistance à basse température et ont montré un effet diamagnétique lors de l'expérience de Meissner. Les chercheurs ont confirmé que les modifications de microstructure induites par la fabrication additive peuvent être corrigées par un post-traitement.
Néanmoins, les chercheurs soulignent que la stabilité mécanique constitue actuellement le principal goulot d'étranglement limitant l'application des structures en YBCO fabriquées par fabrication additive. Les recherches en cours visent à comprendre les interactions entre le matériau, le procédé et la géométrie, ainsi qu'à retracer l'évolution des phases tout au long de la chaîne de procédés et son impact sur les performances supraconductrices.
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