Dispersion de phyllosilicates et processus de frittage de céramiques silicatées

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Kaolin, Halloysite, Frittage, Dispersion

Mots-clés

Matériaux céramiques - Propriétés mécaniques,

Matériaux céramiques - Propriétés thermiques,

Kaolin - Propriétés mécaniques,

Microstructure (physique),

Coulage en bande,

Phyllosilicates - Propriétés mécaniques

Ces travaux de thèse visent à améliorer la densification et la résistance à la rupture de céramiques silicatées élaborées principalement à partir de kaolin. Cette amélioration est effectuée en substituant une partie du kaolin par de l’halloysite. En effet, cette voie permet également de mettre en évidence l’influence de la morphologie et de l’organisation des particules sur les propriétés microstructurales. Premièrement, la dispersion des suspensions contenant soit du kaolin soit un mélange de kaolin et d’halloysite, a été optimisée en réduisant la taille des agglomérats et en augmentant la valeur absolue du potentiel zêta. Deuxièmement, les paramètres (broyage, rapport liant/plastifiant…) contrôlant le procédé de mise en forme de coulage en bande ont également été optimisés. Enfin, l’influence de deux types de traitement thermique à 1200°C (frittage conventionnel et par voie micro-ondes) sur les propriétés mécaniques (contrainte à la rupture en flexion biaxiale) des matériaux finis a été mise en évidence. Les résultats obtenus montrent que plusieurs compromis entre le taux de porosité, l’organisation de la microstructure et les propriétés mécaniques ont été obtenus i) soit avec un taux d’halloysite de 10 % en masse associée à un traitement thermique par voie micro-ondes à 1200°C ii) soit avec un taux de substitution d’halloysite égal à 50 % en masse associé à un frittage conventionnel à la même température.