Développement de céramiques uhtc à haute entropie pour applications à très haute température h/f

Informations générales Entité de rattachement Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales : • La conscience des responsabilités • La coopération • La curiosité Référence 2025-37490 Domaine Matériaux, physique du solide Contrat Stage Intitulé de l'offre Développement de céramiques UHTC à haute entropie pour applications à très haute température H/F Sujet de stage Les céramiques ultra-réfractaires (UHTC) telles que ZrB₂ et HfB₂ sont reconnues pour leurs propriétés remarquables de réfractarité, de dureté et de résistance à l'ablation. Ces caractéristiques en font des matériaux de choix pour des applications extrêmes dans le domaine de l'aéronautique, du spatial et de la défense. Le stage portera sur le développement et la caractérisation de nouvelles céramiques à haute entropie, stabilisées par la combinaison de plusieurs métaux, et sur l'évaluation de l'ajout de SiC pour renforcer leurs performances à haute température. L'approche combinera modélisation thermodynamique (CALPHAD/ThermoCalc), élaboration par métallurgie des poudres et frittage SPS, caractérisation microstructurale (MEB, DRX) et essais d'ablation sous torche plasma. Durée du contrat (en mois) 6 Description de l'offre Pour explorer ces pistes, des simulations thermodynamiques s’appuyant sur l’approche CALPHAD, via le logiciel ThermoCalc et ses bases de données adaptées, permettront de prévoir les compositions les plus pertinentes et orienteront l’élaboration expérimentale. À partir de ces résultats, la métallurgie des poudres et le frittage SPS (Spark Plasma Sintering) seront mis en œuvre pour obtenir des matériaux denses, homogènes et présentant des microstructures contrôlées. Enfin, une évaluation de la résistance à l’ablation pourrait être envisagée en fin de stage par la conduite d’essais en torche plasma (Vulcain, CEA-LR) afin de valider le potentiel fonctionnel de ces nouveaux matériaux. Le stage s’articulera autour de 4 axes principaux : La sélection des compositions d’intérêt : Réaliser une étude bibliographique sur les UHTC conventionnelles et à haute entropie, exploiter les calculs thermodynamiques issus de bases de données spécifiques afin d’identifier des compositions prometteuses, définir une composition de référence (ZrB₂/SiC). L'élaboration des matériaux par métallurgie des poudres : Préparer les poudres sélectionnées (broyage, homogénéisation), optimiser les paramètres de frittage SPS (température, pression, temps de maintien). La caractérisation des matériaux obtenus : Décrire les microstructures par MEB et EDS, identifier les phases et valider la stabilisation haute entropie par diffraction des rayons X (DRX), mesurer la densité et la porosité, évaluer les propriétés mécaniques (dureté, module d’élasticité) et thermiques (diffusivité, stabilité à haute température). L'évaluation de la résistance à l’ablation : Réaliser des essais en torche plasma (CEA-LR, Vulcain) sur les nuances les plus prometteuses, effectuer une analyse post-mortem des échantillons après exposition à haut flux. À l’issue du stage, les résultats suivants sont visés : L’élaboration de nuances de céramiques UHTC à haute entropie denses et homogènes. L’identification des compositions les plus stables et performantes, appuyée par les calculs thermodynamiques. La mise en évidence d’un gain de propriétés (densité, tenue thermique, résistance à l’ablation) par rapport au matériau de référence ZrB₂/SiC. Les premiers éléments de corrélation entre composition, microstructure et comportement à haute température, constituant une base solide pour de futures optimisations. Vous souhaitez enrichir vos compétences dans le domaine du nucléaire et réussir votre stage de fin d'études ? N'hésitez plus, et rejoignez le CEA ! Entreprise engagée pour répondre aux défis de la transition énergétique et qui veille sur le bien-être de ses salariés, toujours plus fort d'un équilibre vie personnelle/vie professionnelle placé au milieu de ses enjeux sociaux. Le CEA est l'acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, mais pas que ; c'est aussi un lieu d'enrichissement relationnel et professionnel, toujours dirigé vers l'avenir ! Moyens / Méthodes / Logiciels Métallurgie des poudres, SPS, MEB/DRX, CALPHAD (ThermoCalc), torche plasma Profil du candidat Nous recherchons un(e) étudiant(e) en Master ou en dernière année d'école d'ingénieur, spécialisé(e) en science des matériaux, mécanique ou génie des procédés et doté(e) d’un intérêt pour la recherche expérimentale. Des connaissances de base en élaboration des matériaux (métallurgie des poudres, frittage, éventuellement SPS), ainsi qu’un intérêt pour les techniques de caractérisation (DRX, MEB, propriétés mécaniques/thermiques) sont souhaitées. Des notions de modélisation thermodynamique (CALPHAD) constituent un atout supplémentaire. Site Saclay Localisation du poste France, Ile-de-France, Essonne (91) Ville Saclay Critères candidat Langues Français (Courant) Diplôme préparé Bac5 - Diplôme École d'ingénieurs Disponibilité du poste 01/02/2026