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Patent Searching and Data


Title:
ALLOY WITH COMPLEX COMPOSITION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/011980
Kind Code:
A1
Abstract:
Alloy characterized in that it comprises scandium (Sc) at a fraction of greater than or equal to 30 at%, titanium (Ti), zirconium (Zr) and/or vanadium (V) and/or oxides, hydrides, borides, carbides and/or nitrides thereof, wherein at least two of the elements titanium, zirconium and vanadium and/or their oxides, hydrides, borides and/or carbides have a fraction greater than or equal to 15 at%.

Inventors:
BUTTET MATHIAS (CH)
RECALCATI SÉBASTIEN (CH)
Application Number:
PCT/EP2022/070897
Publication Date:
February 09, 2023
Filing Date:
July 26, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HUBLOT SA GENEVE (CH)
International Classes:
C22C1/04; B22F3/105; C22C28/00; G04B37/22
Domestic Patent References:
WO2005045532A22005-05-19
Foreign References:
EP2565289A12013-03-06
EP1449930A12004-08-25
Attorney, Agent or Firm:
AIVAZIAN, Denis et al. (CH)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Alliage, caractérisé en ce qu’il comprend du scandium (Sc) selon une fraction supérieure ou égale à 30% at, du titane (Ti), du zirconium (Zr) et/ou du vanadium (V) et/ou leurs oxydes, hydrures, borures, carbures et/ou nitrures, au moins deux des éléments parmi le titane, le zirconium et le vanadium et/ou leurs oxydes, hydrures, borures et/ou carbures présentant une fraction supérieure ou égale à 15% at.

2. Alliage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il ne comprend pas d’aluminium (Al) et/ou en ce qu’il ne comprend pas de lithium (Li).

3. Alliage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est choisi parmi :

-SC30Ti25V20Zr25

-SC60Ti20V20

-SC33Ti33V33

-Sc4oTi2oV2o Zr2o

-SC33Ti33Zr33

-Sc6oZr2oTi2o

4. Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend du magnésium (Mg) et/ou du manganèse (Mn) et/ou de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares.

5. Alliage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que :

- tout élément de l’alliage hors le scandium (Sc), le titane (Ti), le zirconium (Zr) et le vanadium (V) présente une proportion atomique inférieure ou égale à 5% at, voire inférieure ou égale à 3.5% at, voire inférieure ou égale à 2% at ; et/ou

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP - la proportion totale des éléments scandium (Sc), titane (Ti), zirconium (Zr) et vanadium (V) est supérieure ou égale à 70% at, voire supérieure ou égale à 80% at, supérieure ou égale à 90% at ; et/ou

- la proportion totale des éléments scandium (Sc), titane (Ti), zirconium (Zr), vanadium (V), magnésium (Mg), manganèse (Mn), yttrium (Y), et/ou terres rares est supérieure ou égale à 90% at, voire supérieure ou égale à 95% at.

6. Alliage selon l’une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu’il consiste en un alliage de 4 à 13 éléments inclus.

7. Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend : du scandium entre 30 et 70 % at inclus, voire entre 40 et 70 % at inclus, voire entre 50 et 65 % at inclus, voire entre 30 et 60 % at inclus, voire entre 30 et 47 % at inclus, voire entre 30 et 45 % at inclus ; et du titane entre 5 et 35 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus ; et du zirconium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus ; et du vanadium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus.

8. Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le scandium est l’élément de l’alliage qui présente le plus grand pourcentage atomique.

9. Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il présente une densité inférieure ou égale à 4.5 g cm 3, voire inférieure

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP ou égale à 4.2 g cm-3, voire inférieure ou égale à 4 g cm-3, mesurée après sa mise en forme et avant tout autre traitement.

10. Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il présente une dureté supérieure ou égale à 400 Hv, voire supérieure ou égale à 500 Hv, voire supérieure ou égale à 600 Hv, mesurée après sa mise en forme et avant tout autre traitement.

11 . Alliage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il consiste en du scandium (Sc), du titane (Ti), du zirconium (Zr) et/ou du vanadium (V), et/ou leurs oxydes, hydrures, borures, carbures et/ou nitrures, et optionnellement du magnésium (Mg), du manganèse (Mn), de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares

12. Composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend un alliage selon l’une des revendications précédentes ou en ce qu’il est intégralement formé d’un alliage selon l’une des revendications précédentes.

13. Composant horloger selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il est une boite de montre, une lunette, un cadran, une maille de bracelet, un bracelet, ou un fermoir pour bracelet.

14. Pièce d’horlogerie, notamment une montre, de bijouterie ou de joaillerie, caractérisée en ce qu’elle comprend un composant horloger selon la revendication 12 ou 13 ou en ce qu’elle comprend un alliage selon l’une des revendications 1 à 11 .

15. Composant dédié à l’aéronautique, à l’automobile, à un engin de transport, à un appareil de mesure, à un robot d’exploration, à une arme ou à un dispositif de production ou de stockage d’énergie, caractérisé en ce qu’il comprend un alliage selon l’une des revendications 1 à 1 1 .

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP 16

16. Composant selon la revendication 12, 13 ou 15, caractérisé en ce qu’il est intégralement formé d’alliage selon l’une des revendications 1 à 1 1 ou en ce qu’il est une pièce massive comprenant un alliage selon l’une des revendications 1 à 1 1 s’étendant sensiblement sur toute son épaisseur.

17. Procédé de fabrication d’un alliage selon l’une des revendications 1 à 11 ou d’un composant selon l’une des revendications 12, 13, ou 15, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - broyage de poudres d’éléments purs pour former une poudre d’alliage ;

- mise en forme à froid de la poudre d’alliage.

18. Procédé de fabrication d’un alliage ou d’un composant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape de mise en forme comprend une étape de frittage flash par plasma (Spark Plasma Sintering).

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP

Description:
Alliage à composition complexe

L’invention concerne un alliage, par exemple pour composant horloger, et un composant horloger en tant que tel, notamment prévu pour l’habillage d’une montre comme une boîte de montre, comprenant un tel alliage. Elle porte aussi sur tout autre composant d’un engin de transport ou de tout appareil comprenant un tel alliage. Elle porte aussi sur une pièce d’horlogerie, comme une montre, ou de joaillerie, comprenant un tel alliage. Enfin, elle porte aussi sur un procédé de fabrication d’un tel alliage.

Une boîte de montre doit être très dure, pour offrir une bonne résistance aux chocs et résister aux rayures qui dégradent son aspect esthétique. Dans l’état de la technique, une boîte de montre est ainsi en général dans un matériau métallique ou un alliage métallique. Toutefois, il est aussi très avantageux pour un porté confortable qu’une boite de montre soit légère. Ces deux propriétés de dureté et de légèreté sont en général incompatibles, les métaux durs étant naturellement lourds et les métaux légers naturellement tendres. Outre les boites de montre, un matériau dur et léger serait avantageux pour beaucoup d’autres composants horlogers. Les solutions existantes sont ainsi insatisfaisantes en ce qu’elles ne permettent pas d’atteindre un bon compromis dureté/densité.

Ainsi, un objet de la présente invention est de trouver une solution pour former un composant horloger dur et léger.

Naturellement, une telle solution devra avantageusement atteindre d’autres propriétés avantageuses recherchées pour un composant horloger, voire indispensables, comme un aspect esthétique attractif, une grande résistance à l’usure, notamment une résistance à l’oxydation et à la corrosion, une propriété amagnétique, etc.

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP A cet effet, l’invention porte sur un alliage, caractérisé en ce qu’il comprend du scandium (Sc) selon une fraction supérieure ou égale à 30% at, du titane (Ti), du zirconium (Zr) et/ou du vanadium (V) et/ou leurs oxydes, hydrures, borures, carbures et/ou nitrures, au moins deux des éléments parmi le titane, le zirconium et le vanadium et/ou leurs oxydes, hydrures, borures et/ou carbures présentant une fraction supérieure ou égale à 15% at.

Avantageusement, l’alliage ne comprend pas d’aluminium (Al) et/ou ne comprend pas de lithium (Li).

L’alliage peut être choisi parmi :

-SC3oTi25\/2oZr25

-SC60Ti20 20

-SC33Ti33 33

-Sc4oTi2o 2o Zr2o

-SC33Ti33Zr 3 3

-Sc6oZr2oTi2o

En outre, l’alliage peut comprendre du magnésium (Mg) et/ou du manganèse (Mn) et/ou de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares.

Selon des modes de réalisation de l’alliage :

- tout élément de l’alliage hors le scandium (Sc), le titane (Ti), le zirconium (Zr) et le vanadium (V) présente une proportion atomique inférieure ou égale à 5% at, voire inférieure ou égale à 3.5% at, voire inférieure ou égale à 2% at ; et/ou

- la proportion totale des éléments scandium (Sc), titane (Ti), zirconium (Zr) et vanadium (V) est supérieure ou égale à 70% at, voire supérieure ou égale à 80% at, supérieure ou égale à 90% at ; et/ou

- la proportion totale des éléments scandium (Sc), titane (Ti),

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP zirconium (Zr), vanadium (V), magnésium (Mg), manganèse (Mn), yttrium (Y), et/ou terres rares est supérieure ou égale à 90% at, voire supérieure ou égale à 95% at.

L’alliage peut consister en un alliage de 4 à 13 éléments inclus.

L’alliage peut comprendre : du scandium entre 30 et 70 % at inclus, voire entre 40 et 70 % at inclus, voire entre 50 et 65 % at inclus, voire entre 30 et 60 % at inclus, voire entre 30 et 47 % at inclus, voire entre 30 et 45 % at inclus ; et du titane entre 5 et 35 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus ; et du zirconium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus ; et du vanadium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus.

Le scandium peut être l’élément de l’alliage qui présente le plus grand pourcentage atomique.

L’alliage peut présenter une densité inférieure ou égale à 4.5 g cm’ 3 , voire inférieure ou égale à 4.2 g cm’ 3 , voire inférieure ou égale à 4 g cm 3 , mesurée après sa mise en forme et avant tout autre traitement.

L’alliage peut présenter une dureté supérieure ou égale à 400 Hv, voire supérieure ou égale à 500 Hv, voire supérieure ou égale à 600 Hv, mesurée après sa mise en forme et avant tout autre traitement.

L’alliage peut consister en du scandium (Sc), du titane (Ti), du zirconium

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP (Zr) et/ou du vanadium (V), et/ou leurs oxydes, hydrures, borures, carbures et/ou nitrures, et optionnellement du magnésium (Mg), du manganèse (Mn), de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares

L’invention porte aussi sur un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend un alliage tel que décrit précédemment, ou en ce qu’il est intégralement formé d’un alliage tel que décrit précédemment.

Le composant horloger peut être une boite de montre, une lunette, un cadran, une maille de bracelet, un bracelet, ou un fermoir pour bracelet.

L’invention porte aussi sur une pièce d’horlogerie, notamment une montre, de bijouterie ou de joaillerie, caractérisée en ce qu’elle comprend un composant horloger tel que décrit précédemment ou en ce qu’elle comprend un alliage tel que décrit précédemment.

L’invention porte aussi sur un composant dédié à l’aéronautique, à l’automobile, à un engin de transport, à un appareil de mesure, à un robot d’exploration, à une arme ou à un dispositif de production ou de stockage d’énergie, caractérisé en ce qu’il comprend un alliage tel que décrit précédemment.

Le composant peut être intégralement formé d’alliage tel que décrit précédemment ou peut être une pièce massive comprenant un alliage tel que décrit précédemment s’étendant sensiblement sur toute son épaisseur.

L’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un alliage tel que décrit précédemment ou d’un composant tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

- broyage de poudres d’éléments purs pour former une poudre d’alliage ;

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP - mise en forme à froid de la poudre d’alliage.

L’étape de mise en forme peut comprendre une étape de frittage flash par plasma (Spark Plasma Sintering).

Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif.

L’invention est basée sur la fabrication et l’utilisation d’un alliage métallique ayant à la fois une faible densité et une grande dureté.

Pour cela, l’invention repose sur la définition d’un alliage multiphasé à composition complexe. Le concept d’alliages concentrés complexes dérive notamment des alliages à haute entropie (HEA). Ces derniers peuvent être constitués d’au moins cinq éléments en proportions proches d’équimolaires et formant une unique solution solide.

Plus généralement, la réunion d’au moins quatre éléments, voire au moins cinq éléments, forme un ensemble qui permet d’atteindre des propriétés remarquables, éloignées des propriétés naturelles habituelles des alliages métalliques simples. La définition des alliages concentrés complexes étend celle des alliages à haute entropie en incluant les alliages composés de trois ou quatre éléments, les alliages multiphasés, et la concentration de l’un des éléments dépassant avantageusement 35 %-at.

L’alliage selon l’invention comprend les quatre éléments principaux suivants : le scandium (Sc), le titane (Ti), le zirconium (Zn) et le vanadium (V) et/ou leurs oxydes, hydrures, borures et/ou carbures. Nous entendons par éléments principaux le fait que ces éléments sont les quatre éléments de plus grande proportion présents dans l’alliage. De préférence, ces

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP quatre éléments principaux représentent au moins 70 % at inclus, voire au moins 80 % at inclus, voire au moins 90% at inclus de l’alliage (les pourcentages mentionnés sont donc des pourcentages atomiques).

L’alliage selon l’invention comprend du scandium selon une fraction supérieure ou égale à 30% at. De plus, au moins deux des éléments parmi le titane, le zirconium et le vanadium présentent une fraction supérieure ou égale à 15% at.

Chaque élément principal participe à apporter une propriété intéressante à l’alliage. Par exemple, le scandium apporte sa légèreté, sa couleur, ses propriétés mécaniques. Le titane apporte sa dureté. Le zirconium apporte de la résistance à l’oxydation. Le vanadium apporte de la dureté.

De plus, la combinaison de ces quatre éléments principaux permet de former un alliage multiphasé à composition complexe. Elle permet de former un alliage dont les propriétés, remarquables, vont bien au-delà de la simple addition des propriétés de chaque élément, comme cela sera précisé ultérieurement. Pour aboutir à cet alliage, il a aussi fallu réaliser une sélection d’éléments dont la compatibilité chimique entre eux a été découverte particulièrement bonne.

Selon un premier mode de réalisation de l’invention, l’alliage consiste en ces quatre éléments principaux. Parmi les alliages de ce premier mode de réalisation, nous pouvons identifier les alliages suivants (les indices représentant les pourcentages atomiques de chaque élément) : -SC30Ti25 20Zr25 -Sc4oTi2oV2o Zr2o

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP En variante simplifiée, le mode de réalisation pourrait ne pas comprendre de zirconium ou ne pas comprendre de vanadium. A titre d’exemple, les alliages suivants peuvent être utilisés dans le cadre de l’invention : -SC60Ti20 20 -SC33Ti33V33 -SC33Zr33Ti33 -Sc6oZr2oTi2o.

Avantageusement, l’alliage ne contient ni aluminium (Al), ni lithium (Li). Autrement dit, la trace d’aluminium et/ou de Lithium n’est pas détectable dans l’alliage. L’aluminium étant très réactif avec le scandium, il formerait des intermétalliques qui fragiliseraient l’alliage. Le lithium est très volatile, ce qui rendrait la mise en œuvre complexe, et fragiliserait aussi l’alliage par formation d’intermétalliques.

Comme mentionné précédemment, l’alliage peut comprendre un des oxydes et/ou nitrures et/ou hydrures et/ou borures et/ou carbures des éléments suivants : le scandium, le titane, le zirconium et le vanadium.

Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, l’alliage comprend au moins un autre élément dit secondaire, l’au moins un élément secondaire pouvant être du magnésium (Mg) et/ou du manganèse (Mn) et/ou de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares.

Avantageusement, tout élément secondaire sera présent selon une proportion atomique inférieure ou égale à 5% at, voire inférieure ou égale à 3.5% at, voire inférieure ou égale à 2% at.

Avantageusement encore, la proportion totale des éléments scandium (Sc), titane (Ti), zirconium (Zr), vanadium (V), magnésium (Mg),

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP manganèse (Mn), yttrium (Y), et/ou terres rares est supérieure ou égale à 90% at, voire supérieure ou égale à 95% at.

Finalement, l’alliage selon l’invention peut ainsi comprendre 3, 4 ou 5 éléments. En variante, il peut comprendre plus de 5 éléments, notamment entre 6 et 13 éléments.

Ainsi, l’alliage peut consister en du scandium (Sc), du titane (Ti), du zirconium (Zr) et/ou du vanadium (V), et optionnellement du magnésium (Mg), du manganèse (Mn), de l’yttrium (Y), et/ou des terres rares

Avantageusement, dans tous ces modes de réalisation, chacun des quatre éléments principaux sera présent dans les proportions atomiques suivantes :

- du scandium entre 30 et 70 % at inclus, voire entre 40 et 70 % at inclus, voire entre 50 et 65 % at inclus, voire entre 30 et 60 % at inclus, voire entre 30 et 47 % at inclus, voire entre 30 et 45 % at inclus ; et du titane entre 5 et 35 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus ; et du zirconium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus ; et du vanadium entre 0 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 30 % at inclus, voire entre 5 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 25 % at inclus, voire entre 15 et 20 % at inclus, voire entre 10 et 20 % at inclus.

Avantageusement, dans tous les modes de réalisation de l’invention, le scandium sera présent avec le plus grand pourcentage atomique.

Il apparaît qu’un tel alliage selon l’invention permet d’atteindre une faible densité et une grande dureté. Avantageusement, les éléments de l’alliage

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP seront choisis de sorte que l’alliage résultant présente une densité inférieure ou égale à 4.5 g cm -3 , voire inférieure ou égale à 4.2 g cnr 3 , voire inférieure ou égale à 4 g cm’ 3 et une dureté supérieure ou égale à 400 Hv, voire supérieure ou égale à 500 Hv, voire supérieure ou égale à 600 Hv, mesurées après l’étape de mise en forme décrite ci-après et avant tout autre traitement éventuel. Il est aussi notable que l’alliage selon l’invention présente une grande stabilité de microstructure, pouvant même résister jusqu’à une température supérieure à 900°C, voire supérieure à 1000°C.

Avantageusement, l’alliage est un alliage totalement métallique. Il apparaît que l’invention permet d’obtenir un alliage plus léger que l’aluminium et plus dur que l’acier trempé, tout en étant totalement inoxydable et amagnétique.

Un tel alliage pourra avoir une structure cristalline, notamment nanocristalline, simple, monophasée ou biphasée. En variante, l’alliage peut présenter une structure amorphe.

L’invention porte aussi sur un composant horloger, caractérisé en ce qu’il comprend un alliage tel que décrit précédemment. Selon un mode de réalisation, le composant horloger peut être intégralement formé d’un alliage selon l’invention. En variante, seule une partie dudit composant peut être formée d’un tel alliage.

Selon un mode de réalisation, le composant horloger peut être une boite de montre, une lunette, un cadran, une maille de bracelet, un bracelet, un fermoir pour bracelet, etc.

L’invention porte aussi sur une pièce d’horlogerie, de bijouterie ou de joaillerie, qui comprend un alliage tel que décrit précédemment ou un composant horloger tel que décrit ci-dessus. La pièce d’horlogerie selon un

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP mode de réalisation de l’invention peut être une montre, comme une montre-bracelet.

L’invention a été conçue pour le domaine de l’horlogerie, voire de la joaillerie. Toutefois, il apparaît que l’alliage selon l’invention pourrait avantageusement être utilisé dans d’autres domaines du fait de ses nombreuses propriétés remarquables. Ainsi, cet alliage pourrait par exemple être utilisé dans l’aérospatiale, l’aéronautique, l’automobile, plus généralement pour toute industrie de transport, ainsi que pour les domaines de l’énergie et de l’armement. Ainsi, l’invention porte aussi sur un composant dédié à l’aérospatiale, à l’aéronautique, à l’automobile, à un engin de transport, à un appareil de mesure comme un robot destiné à prendre des mesures et/ou un robot d’exploration spatiale, à un dispositif de production ou de stockage d’énergie, etc., qui est formé en tout ou partie de l’alliage de l’invention. Un composant comprenant cet alliage pourra avantageusement être intégralement composé de l’alliage, c’est-à-dire que l’alliage formera un composant massif. L’alliage s’étendra donc sur toute l’épaisseur du composant. En variante, un tel composant peut être majoritairement formé dudit alliage, qui s’étend notamment en son cœur. Ledit alliage peut éventuellement être recouvert d’un revêtement de surface pour lui donner une couleur particulière ou un aspect particulier ou une protection de surface particulière.

Enfin, l’invention porte aussi sur un procédé de fabrication d’un alliage tel que décrit précédemment. Il existe déjà des procédés de fabrication d’alliages à haute entropie, et des procédés de fabrication d’alliages comprenant de nombreux éléments.

Avec l’alliage selon l’invention, les éléments présentent une forte réactivité à l’état liquide. Par exemple, le scandium fondu est extrêmement difficile à

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP manipuler à l’état liquide. Le titane liquide est très réactif avec l’oxygène de l’atmosphère, il forme des oxydes fragilisants.

Ainsi, selon le mode de réalisation de l’invention, le procédé de fabrication comprend une étape de mise en alliage par voie mécanique.

Plus précisément, dans une première étape du procédé, les éléments purs de l’alliage à fabriquer, sous forme de poudre, sont placés dans un broyeur planétaire à haute énergie. L’énergie générée par les chocs entre les billes du broyeur et les poudres d’éléments purs a deux effets :

- un premier effet mécanique d’écrasement permet aux différents éléments de rentrer en contact. Les particules ductiles se déforment pour englober les particules solides ;

- un deuxième effet est que la chaleur générée par les chocs permet d’activer la diffusion à l’état solide des éléments, et cause la mise en solution de l’alliage.

Après une certaine durée de broyage, le résultat est une nouvelle poudre d’alliage à composition constante. En remarque, le broyage est effectué sous vide ou en présence d’un gaz inerte.

Ensuite, la poudre d’alliage est mise en forme dans une deuxième étape.

La technique utilisée pour la mise en forme de l’alliage est le frittage flash par plasma (Spark Plasma Sintering). La technique de frittage flash par plasma consiste en l’application simultanée d’un courant pulsé au travers de la poudre et d’une pression. Elle permet d’utiliser des températures de frittage plus basses ainsi que des temps de maintien en pression plus courts et donc d’obtenir un frittage rapide. Cette technique permet d’obtenir une microstructure fine dont la taille des grains peut être dans une gamme de dimension nanométrique.

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP En remarque, cette deuxième étape utilise des températures de frittage basses, pour éviter tout risque d’évaporation, et une durée courte, pour éviter tout risque de démixtion de l’alliage. Après densification, les formes frittées obtenues par la deuxième étape peuvent subir tout traitement conventionnel dans une troisième étape. Par exemple, elles peuvent être usinées par voie conventionnelle.

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91 ) ISA/EP