Numéro
J. Phys. IV France
Volume 01, Numéro C3, Octobre 1991
DYMAT 1991 - 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading
Page(s) C3-495 - C3-502
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jp4:1991370
DYMAT 1991 - 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading

J. Phys. IV France 01 (1991) C3-495-C3-502

DOI: 10.1051/jp4:1991370

DENSIFICATION SUPERFICIELLE DE MATÉRIAUX POREUX PAR CHOC LASER

D. ZAGOURI1, J.-P. ROMAIN2, B. DUBRUJEAUD3 et M. JEANDIN3

1  Peugeot S.A. Etudes et Recherches, D.R.A.S., Route de Gizy, F-78140 Vélizy, France
2  Laboratoire d'Energétique et de Détonique, URA-CNRS 193, ENSMA, F-86034 Poitiers, France
3  Centre des Matériaux Pierre-Marie Fourt, Ecole des Mines de Paris, BP. 87, F-91003 Evry, France


Résumé
Les chocs laser permettent d'obtenir une densification superficielle sur un matériau poreux. La profondeur affectée est de l'ordre de quelques centaines de microns. Cette étude présente les résultats numériques obtenus avec un code hydrodynamique monodimensionnel lagrangien décrivant l'évolution d'une cible soumise à un choc laser. Le comportement des matériaux poreux est modélisé en utilisant le principe du modèle P-α de Herrmann. Le code nous permet d'obtenir le profil de densification dans la cible en fonction des conditions d'irradiation, de la nature du matériau et de sa porosité initiale. Des expériences ont été réalisées sur des échantillons de poudre d'aluminium et d'acier fritté (Distaloy AE). La configuration de plasma confiné a été utilisée : la cible est recouverte par un milieu transparent au rayonnement incident, ce procédé augmente la pression et sa durée de maintien par rapport à une irradiation directe. Des échantillons ont été observés en microscopie optique. Le profil de porosité résiduelle est estimé par analyse d'image. Les résultats obtenus avec le code sont en bon accord avec les résultats expérimentaux.


Abstract
Laser-driven shock-waves are used as a surface treatement for compacting porous materials. The compaction depth is typically a few hundreds microns. The behavior of the porous medium is described through a compaction model based on the P-α theory of Herrmann. This model has been introduced into a one-dimensional finite difference hydrodynamic code describing the behavior of a target under the action of a laser-generated shock-wave. The code enables us to compute the compaction depth as a function of irradiation conditions, nature and initial porosity of the material. Experiments are performed on aluminum powder and sintered porous steel (Distaloy AE). The samples are covered with a transparent window acting as a confinement for the plasma generated by absorption of the incident radiation on the target surface. This process increases both the pressure and the duration of the applied pressure in comparison with a bare target irradiation. Samples are observed by optical microscopy. The residual porosity is estimated by image analysis. Experimental results and computed compaction profiles correlate well.



© EDP Sciences 1991