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DIAVEM II

Développement de solutions technologiques industrielles pour l'assemblage verre/métal II

CONTEXTE ET OBJECTIFS

L’assemblage verre / métal présente un enjeu industriel pour la combinaison des propriétés bien spécifiques de ces deux matériaux.

En effet, les alliages métalliques présentent une bonne résistance mécanique avec un allongement pouvant atteindre 25 % et une bonne conductivité thermique et électrique tandis que les verres présentent globalement des propriétés inverses des métaux.

Dans le cadre de ce projet, l’assemblage des verres avec les alliages métalliques vise à établir une synergie des propriétés physiques des matériaux mis en œuvre.

Le projet DIAVEM II, porté par l’Institut de Soudure, est un projet de ressourcement collaboratif regroupant 3  CRT/CTI de la Région Grand Est : CERFAV, IREPA LASER et l’IS.

Chiffres clés

Durée : janvier 2020 - décembre 2022 (36 mois)

Organismes financeurs : Région Grand Est, FEDER

Budget : 953,6 k€ dont 646,7 k€ d’aide publique

L’opération DIAVEM II est cofinancée par l’Union européenne dans le cadre du Programme opérationnel FEDER-FSE Lorraine et Massif des Vosges 2014-2020.

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Brasage tendre, verres techniques sans plomb et mécanismes physicochimiques

Aussi, le projet DIAVEM II vise à :

  • identifier précisément les contraintes spécifiques aux procédés de scellement brasage tendre et laser rencontrés par les industriels ainsi que les fonctionnalités à conférer aux matériaux,
  • mettre au point des formulations de verres techniques spéciaux sans plomb,
  • définir des couples "matériaux développés - procédés d'assemblage" optimisés,
  • comprendre les mécanismes physicochimiques à l'origine des liaisons verre-métal.

Le projet DIAVEM II vise à :

  • lever des verrous liés à l’élaboration de verres à bas point de fusion, notamment de verres phosphate. Les essais de mise au point pour ces verres ont présenté plusieurs difficultés que des essais complémentaires permettraient de lever, notamment en optimisant les compositions chimiques.
  • approfondir la compréhension des phénomènes physicochimiques à l’interface verre-métal avec des caractérisations chimiques et des observations plus fines en microscopie électronique.
  • mettre au point le mode opératoire de brasage tendre qui permet l’assemblage du verre avec le métal sans avoir à chauffer le verre au-dessus de la température de transition vitreuse. La principale difficulté de ce mode d’assemblage est de définir quels sont les différents revêtements à appliquer sur le verre et sur le métal pour à la fois, promouvoir le mouillage du métal d’apport sans créer de produits fragiles aux interfaces et accommoder les différences de propriétés thermomécaniques entre le verre et le métal.
  • développer des pâtes de verre sans plomb. En effet, aujourd’hui, pour les scellements à basse température, des pâtes de verre à base d’oxyde de plomb sont très utilisées. L’enjeu de développement de compositions sans plomb permettra des scellements basse température pour des applications innovantes dans des connecteurs allégés, compatibles avec les évolutions des règlementations environnementales européennes.

Rôle de l’Institut de Soudure

Du fait de son savoir-faire et de ses compétences l’Institut de soudure aura la charge de définir des métaux candidats et la géométrie des éprouvettes et de développer le procédé d’assemblage par brasage tendre.

Mots-clés : multimatériaux, matériaux métallique, verre, assemblage hybride, brasage.

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