Semiconductors as silicon carbide are used for particle—here fast neutrons—detection because of their wide bandgap and efficiency with thermal and radiation resistance. The behavior of SiC diodes is better documented in harsh environments, but there is a lack of knowledge regarding their industrial integration. To reach a higher technology readiness level, the present work proposes for the detector conception an assembly made by Additive Manufacturing and sealed with Field Assisted Sintering Technologies. The design relies on a coaxial shape of insulating parts in alumina made by using the digital layer process and electrodes, core, and shell made of copper alloys using the layer powder bed fusion process. The overall shape of the parts is conical, which allows for self-centering, locking, and pressure of the electrode on the SiC diode. The electrodes are designed with an origami-type structure, which allows for controlled deformation and ensures electrical continuity. The housing is sealed using transient liquid phase bonding of borosilicate glass applied by screen printing. After sealing, detectors were investigated with x-ray tomography and electrical behavior. Finally, the detector was exposed to a fast neutron flux and successfully detected it.

Les procédés existant pour la fabrication de sous-couches et de systèmes barrière thermique pour les aubes mobiles des turbomachines sont complexes, onéreux, et, de leur reproductibilité dépend la durée de vie de ces systèmes. Cette étude montre la faisabilité d'obtention de sous-couches γ-Ni + γ'-Ni3Al enrichies en platine et de systèmes barrière thermique complets, par l'utilisation du procédé de Spark Plasma Sintering (SPS). Les paramètres du procédé SPS (pression, durée, température et nombre de paliers) ont été ajustés afin de fabriquer les différents types de systèmes. Des améliorations ont été apportées à l'outillage, en vue notamment de mieux appréhender la température de la pièce lors du cycle thermique et, d'empêcher la formation de carbures. Les propriétés microstructurales des revêtements obtenus sont caractérisées et mises en relation avec les paramètres d'élaboration. De plus, les propriétés d'usage (cinétique d'oxydation, résistance au cyclage thermique et à la corrosion par les aluminosilicates fondus, CMAS, conductivité thermique) ont été évaluées. Un large domaine de composition de sous-couches a pu être exploré, notamment par l'addition, par pulvérisation cathodique, d'éléments réactifs (Hf, Y, Si) et d'autres éléments (Ag, Au, Cu) ayant un effet sur le domaine de stabilité de la phase γ'. La possibilité de réaliser des systèmes barrière thermique mono et bi-couches céramiques en une seule étape par le procédé SPS est également démontrée. Un mode d'endommagement spécifique des systèmes barrière thermique élaborés par SPS a été mis en évidence lors d'essais de cyclage thermique et interprété avec l'aide de simulations numériques par éléments finis. Les nombreuses compositions et architectures réalisées au cours de cette étude, sont un encouragement à poursuivre les améliorations apportées au procédé pour l'obtention de systèmes plus complexes et plus fiables.

One of the major issues in the energy intensive industries (EIIs) operation is corrosion control. Particularly, in refineries, corrosion causes 33% of malfunctions, especially due to the deterioration of the metallic materials and, therefore, the shortening of the useful life of equipment and installations. To face this problem, novel polymer-derived ceramic (PDC) coatings have been formulated, developed and characterized by physical and chemical tests. Different formulations were analyzed on a lab-scale through accelerated corrosion tests under acidic environments using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) to evaluate their corrosion performance when exposed to near-real operating conditions. The optimized formulation will be used as a barrier in stainless-steel pipelines to improve the energy performance of EIIs by reducing energy losses due to excess cooling of components, maximizing the thermal efficiency of equipment, increasing the service life of equipment and reducing operation and maintenance (O&M) costs and downtime.