Elaboration et caractérisation des nanocomposites alumine-SiC PDF Download
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Author: Mira Jaafar
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Book Description
L'élaboration des céramiques nanocomposites s'impose dans l'actualité comme une des voies la plus prometteuse pour l'obtention des matériaux céramiques ayant des propriétés remarquables. Toutefois, il s'agit d'une voie compliquée puisque la nanostructure et la densification des matériaux sont en général contradictoires. En effet, les relativement hautes températures et longues périodes de temps requises pour bien densifier les matériaux céramiques nanocomposites produisent le phénomène de grossissement des grains : dans ces conditions les phases présentes dans le composite cessent d'être nanostructurées. Dans ce contexte, l'utilisation de nouvelles techniques de frittage, telles que le « Spark Plasma Sintering » (SPS), peuvent aider à la consolidation de ce type de matériaux tout en conservant une microstructure fine. Ce travail de recherche a été consacré à l'élaboration des micro-nanocomposites alumine/5vol% SiC en utilisant trois techniques de frittage : conventionnelle ou naturelle (FN), le pressage à chaud (« Hot Pressing » ou HP) et principalement le frittage par « Spark Plasma Sintering ». Dans un premier temps, l'étape de dispersion des poudres d'alumine et de SiC a été optimisée afin de préparer des barbotines stables et homogènes et des poudres composites. Puis, les meilleures performances de la technique SPS par rapport aux autres techniques de frittage ont été mises en évidence. Ainsi, l'utilisation du frittage SPS permet une meilleure maîtrise de la microstructure : densité élevée, microstructure fine et la localisation des particules nanométriques principalement en position intergranulaire.
Author: Mira Jaafar
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L'élaboration des céramiques nanocomposites s'impose dans l'actualité comme une des voies la plus prometteuse pour l'obtention des matériaux céramiques ayant des propriétés remarquables. Toutefois, il s'agit d'une voie compliquée puisque la nanostructure et la densification des matériaux sont en général contradictoires. En effet, les relativement hautes températures et longues périodes de temps requises pour bien densifier les matériaux céramiques nanocomposites produisent le phénomène de grossissement des grains : dans ces conditions les phases présentes dans le composite cessent d'être nanostructurées. Dans ce contexte, l'utilisation de nouvelles techniques de frittage, telles que le « Spark Plasma Sintering » (SPS), peuvent aider à la consolidation de ce type de matériaux tout en conservant une microstructure fine. Ce travail de recherche a été consacré à l'élaboration des micro-nanocomposites alumine/5vol% SiC en utilisant trois techniques de frittage : conventionnelle ou naturelle (FN), le pressage à chaud (« Hot Pressing » ou HP) et principalement le frittage par « Spark Plasma Sintering ». Dans un premier temps, l'étape de dispersion des poudres d'alumine et de SiC a été optimisée afin de préparer des barbotines stables et homogènes et des poudres composites. Puis, les meilleures performances de la technique SPS par rapport aux autres techniques de frittage ont été mises en évidence. Ainsi, l'utilisation du frittage SPS permet une meilleure maîtrise de la microstructure : densité élevée, microstructure fine et la localisation des particules nanométriques principalement en position intergranulaire.
Author: NELSON HERIBERTO.. ALMEIDA CAMARGO
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Languages : fr
Pages : 164
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UNE CERAMIQUE D'ALUMINE PURE A ETE ELABOREE PAR PROCEDE SOL-GEL EN UTILISANT UN PRECURSEUR ORGANO-MINERAL. LA FILIATION SOL--> GEL--> XEROGEL--> ALUMINE DE TRANSITION (CALCINATION A 900C)--> ALUMINE ALPHA (CALCINATION A T1> 1000C)--> CERAMIQUE (PRESSAGE SOUS CHARGE A T2 = 1550C) A FAIT L'OBJET D'UNE ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE ET MICROSTRUCTURALE EXHAUSTIVE. L'OPTIMISATION DE LA TEMPERATURE T1 A PERMIS D'OBTENIR UNE CERAMIQUE PRESENTANT UNE CONTRAINTE DE RUPTURE EN FLEXION PARTICULIEREMENT PERFORMANTE (ENVIRON 700 MPA). PUIS UNE POUDRE NANOMETRIQUE DE SIC (D = 20-30 NM) A ETE INCORPOREE (5% VOL.) AU SOL AVANT GELIFICATION, INCORPORATION CONDUISANT A UNE STABILISATION THERMIQUE DE L'ALUMINE DE TRANSITION. CE PHENOMENE A ETE EXPLIQUE SUR LA BASE D'UNE LIMITATION DES PROCESSUS DIFFUSIONNELS ASSOCIES A LA GERMINATION-CROISSANCE DE L'ALUMINE ALPHA, NECESSITANT AINSI UNE TEMPERATURE T1 SENSIBLEMENT PLUS ELEVEE POUR FORMER LE CORINDON. TENANT COMPTE DE CES OBSERVATIONS, DES ECHANTILLONS DE CERAMIQUE NANOCOMPOSITE ALUMINE/SIC ONT ETE PREPARES PAR PRESSAGE A CHAUD A DIFFERENTES TEMPERATURE T2 DE 1550C A 1750C. LES CARACTERISTIQUES MECANIQUES OBTENUES RESTENT TOUJOURS INFERIEURES A CELLE DE LA MATRICE D'ALUMINE PURE ET LA FRACTURE EST TRANSGRANULAIRE, CONSEQUENCE DE L'ETABLISSEMENT DE CONTRAINTES INTERNES ELEVEES AU COURS DU REFROIDISSEMENT DU MATERIAU. CES RESULTATS ONT ETE EXPLIQUES PAR L'ANALYSES DE LA MICRO- ET DE LA NANOSTRUCTURE DES MATERIAUX EN UTILISANT LES TECHNIQUES DE MICROSCOPIE ELECTRONIQUE. LES PROPRIETES ASSEZ MOYENNES OBTENUES, QUI RESULTENT EN PARTICULIER DE LA MAUVAISE DISPERSION DU RENFORT SIC DANS LA MATRICE, ONT PU ETRE SENSIBLEMENT AMELIOREES PAR UNE OPERATION D'ATTRITION DU XEROGEL COMPOSITE ASSOCIEE A UN RECUIT QUI LIMITE LES CONTRAINTES INTERNES. MAIS POUR OBTENIR DES CARACTERISTIQUES PERFORMANTES, DE NOMBREUX AUTRES PARAMETRES DOIVENT ETRE PRIS EN COMPTE. UNE ANALYSE DE CES PARAMETRES EST PRESENTEE
Author: DAVID.. O'SULLIVAN
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Languages : fr
Pages : 330
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE ETAIT DE DEVELOPPER UN PROTOCOLE DE FABRICATION DE NANOCOMPOSITES A MATRICE D'ALUMINE RENFORCEE PAR DES PARTICULES NANOMETRIQUES (
Author: Christine Kermel
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Languages : fr
Pages : 236
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Le but de ce travail était de rendre possible la production industrielle de grains abrasifs micro- et nanocomposites alumine-SiC aux propriétés supérieures à celles des abrasifs commerciaux en alumine. La synthèse hydrothermale (à partir de nitrate d'aluminium), suivie d'un pressage à chaud, a d'abord permis d'obtenir des nanocomposites Al2O3-SiC par voie aqueuse. Le produit intermédiaire de ce procédé est une poudre boehmite-SiC, qui présente une vitesse maximale de densification sans pression appliquée vers 1500°C. Or le boehmite est la matière première des grains abrasifs "alumine sol-gel" fabriqués industriellement, aussi avons nous choisi d'adapter ce procédé de fabrication par l'ajout d'une suspension de SiC avant l'étape de gélification. Les conditions de frittage naturel ont été étudiées en fonction de la taille et de la quantité de SiC ajouté. Les meilleures performance d'usure, otenues pour 1 vol. % SiC 200 nm (1500 °C) et 1 vol. % de SiC 14μm (1400 °C), sont supérieures à celles des abrasifs commerciaux en alumine. Pour de bonnes propriétés d'usure, les grains abrasifs doivent avoir une densité apparente ≥ 95 %, une dureté ≥ 20 GPa, et une matrice à grains fins (1 à 2μm)
Author: ALI.. RABIH
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Languages : fr
Pages : 222
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LA SYNTHESE HYDROTHERMALE A PERMIS DE SYNTHETISER DES POUDRES NANOMETRIQUES DE ZIRCONE STABILISEE A L'OXYDE D'YTRIUM, D'ALUMINE (BOEHMITE) ET D'ALUMINE-ZIRCONE. LA CARACTERISATION PHYSIQUE (DIFFRACTION DES RAYONS X, DENSITE, SURFACE SPECIFIQUE, ANALYSE THERMIQUE DIFFERENTIELLE, MICROSCOPIE ELECTRONIQUE...) DE CESPOUDRES OBTENUES POUR PLUSIEURS TEMPERATURES DE TRAITEMENT HYDROTHERMAL A ETE REALISEE. LES PARAMETRES DE COGELIFICATION DES PRECURSEURS DE NITRATES DE ZIRCONYLE ET D'ALUMINIUM PAR DE LA POTASSE ONT ETE OPTIMISES POUR OBTENIR DES POUDRES COMPOSITES HOMOGENES A L'ECHELLE MICRONIQUE. LA TAILLE DE LA POUDRE DE ZIRCONE VARIE ENTRE 13 ET 25 NANOMETRES. LA BOEHMITE ET L'ALUMINE GAMMA PRESENTENT LA MEME REPARTITION GRANULOMETRIQUE COMPRISE ENTRE 30 ET 70 NANOMETRES. LE FRITTAGE NATUREL DES CES POUDRES COMPOSITES EST DEVENU POSSIBLE GRACE A L'ENSEMENCEMENT DU GEL PAR DE L'ALUMINE ALPHA FINE. LE COMPORTEMENT AU FRITTAGE SOUS CHARGE, LA CARACTERISATION DES PROPRIETES MECANIQUES (RESISTANCE A LA FLEXION, FACTEUR CRITIQUE D'INTENSITE DE CONTRAINTE ET DURETE) ET DES MICROSTRUCTURES ONT ETE ETUDIES. LES MICROSTRUCTURES OBTENUES SONT NANOMETRIQUES ET PRESENTENT UNE REPARTITION HOMOGENE ENTRE LES DEUX PHASES. LA ZIRCONE PRESENTE EST SOUS FORME QUADRATIQUE NON TRANSFORMABLE LES NANOCOMPOSITES ETUDIES A 5 ET 50 % EN VOLUME DE ZIRCONE PRESENTENT DES VALEURS DE FACTEUR CRITIQUE D'INTENSITE DE CONTRAINTE AMELIOREES PAR RAPPORT A L'ALUMINE PURE. LA RESISTANCE A LA FLEXION POUR LA COMPOSITION A 5 % DE ZIRCONE EST COMPARABLE PAR RAPPORT A UNE ALUMINE FINE. PAR CONTRE NOUS OBSERVONS UNE DIMINUTION DE CETTE RESISTANCE A LA FLEXION POUR LE NANOCOMPOSITE A 50 % DE ZIRCONE EN RAISON D'UN ENSEMENSEMENT INSUFFISANT. UN ESSAI DE THERMOCOMPRESSION A PERMIS DE REALISER DES JONCTIONS PARFAITES SANS AUCUNE ASPERITE ET AVEC UNE EXCELLENTE CONTINUITE AU NIVEAU DES INTERFACES DE NOS NANOCOMPOSITES ALUMINE-ZIRCONE, CE QUI LAISSE A PRIORI SUGGERER UN BON COMPORTEMENT SUPERPLASTIQUE.
Author: Dan Gutknecht
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Languages : fr
Pages : 133
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Ce travail de thèse a pour objectif l'élaboration et la caractérisation de micro- et nano-composites alumine-zircone appliqués aux têtes fémorales de prothèses de hanches. Les micro-composites ont été élaborés par dispersion atomisation, puis pressage. La dispersion électrostérique a permis de déterminer le taux de dispersant (Darvan C) optimal, pour l'alumine et les zircones (pure et yttriée). Ce taux est de 0.25 wt%. Cependant, ce type de stabilisation s'est montrée moins efficace que la stabilisation électrostatique, comme en témoignet des agrégats de zircone caractérisés au sein des suspensions par des mesures de rhéologie, et par MEB dans les microstructures des composites frittés. En revanche, par dispersion électrostatique, il est possible d'obtenir des composites homogènes, soit à pH 4,5 pour un mélange d'alumine et de zircone pure ou yttriée, soit à pH 11, pour un mélange d'alumine et de zircone pure. Les micro-composites denses sont caractérisés en terme de propriétés mécaniques, résistance au vieillissement, propriétés biologiques et tribologiques. Pour éviter tout vieillissement, nous avons montré qu'il est nécessaire de proscrire tout agrégat de zircone de la microstructure et d'utiliser un taux de zircone à 16 vol%. Les tests mécaniques d'indentation Vickers, par la méthode d'Anstis, nous ont permis de déterminer les seuils de propagation des fissures de nos différentes nuances, et de sélectionner une nuance contenant 10 vol% de zircone pure. Les caractéristiques en frottement sont par ailleurs comparables à celles des têtes en alumine (référence pour cette application). L'absence de cytotoxicité de notre composite en présence de fibroblastes et d'ostéoblastes a été démontrée par des tests MTT. Enfin, l'élaboration de nanocomposites a nécessité des techniques d'élaboration particulières (dispersion, coulage, et frittage SPS). Le nanocomposite obtenu présente des tailles de grains d'alumine et de zircone de 200nm et 95nm, pour une densité de 98%. Les propriétés mécaniques d'un tel nanocomposite, évaluées par indentation (méthode d'Anstis), se sont avérées similaires à celles d'un composite microstructuré
Author: Laurent Rossignol
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Languages : fr
Pages : 214
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Author: Igor Levin
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Languages : en
Pages : 192
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Author: Célia de Fraga Malfatti
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Languages : fr
Pages : 144
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Dans ce présent travail des revêtements composites à matrice métallique Ni-P chargés de particules de SiC (tailles moyennes 600 et 30 nm) sont électrodéposés à partir d'une solution de sels de nickel et d'un précurseur phosphoreux H3PO3, dans laquelle les particules sont mises en suspension. Par des mesures de viscosité, de vitesse de sédimentation nous montrons que la taille des particules est une caractéristique importante qui joue sur la stabilité des suspensions. Nous montrons que l'ajout d'additifs organiques dans le but de modifier le comportement des suspensions, peut avoir suivant la taille des particules, un effet sur leur taux d'incorporation dans le dépôt. Nous observons qu'au-delà d'une certaine concentration en particules dans la suspension, le taux d'incorporation évalué en fraction volumique atteint un palier, caractéristique de la saturation de la surface cathodique alors que pour les fortes concentration de la suspension le procédé devient sélectif et les particules de plus faibles tailles sont incorporées préférentiellement. Des analyses thermiques, des mesures mécaniques et des analyses életrochimiques par voltametrie cyclique et d ́impedance électrochimique, mettent en évidence l'effet de la quantité et de la taille des particules incorporées sur le comportement thermique, la microdureté et la résistance à corrosion des revêtements composites Ni-P / SiC.
Author: Diyana Badeva
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131586361
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Languages : fr
Pages : 224
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Book Description
Après une brève bibliographie, nous présentons une première partie de nos études qui consiste en l'élaboration de la matrice en silicium poreux soit de type dopé p, soit dopé n, qui doit répondre aux besoins optiques: avoir une porosité élevée, des pores dans l'échelle « mésoporeux » (20-50nm) et une épaisseur de la couche poreuse la plus importante possible. La morphologie et les caractéristiques physico-chimiques sont déterminées par différentes techniques de caractérisation. Une seconde partie traite des possibilités de modifier la nature chimique de la surface poreuse par oxydation et greffage d'organosilanes fluoré ou aminé, pour optimiser le remplissage de la couche poreuse. Enfin la dernière partie présente la réalisation des nanocomposites à matrice de silicium poreux avec le poly (terthiophène-acide acétique) et ses complexes. Nous avons mis en évidence le remplissage par une nouvelle méthode - à la fusion. Une approche des mesures optiques a été menée pour montrer les propriétés optique non linéaires de ce matériau.
