Matériaux texturés par coulage en bande à base de phyllosilicates 1/1 : formulation, transformations physico-chimiques au cours du frittage et propriétés d'usage

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Halloysite, Formulation, Texture, Déshydroxylation, Résistance à la flexion biaxiale

Mots-clés

Kaolinite,

Coulage en bande,

Rayonnement synchrotron,

Mullite,

Conductivité thermique

L’objectif de ce travail de thèse est d’élaborer des matériaux à base de phyllosilicates 1 :1, texturés par coulage en bande. En effet, la kaolinite et l’halloysite sont les constituants majeurs des matières premières naturelles largement utilisées dans l’industrie des céramiques. Les transformations thermiques de ces phyllosilicates (mécanismes complexes est peu abordés dans la littérature) influencent leur propriétés d’usage après frittage et limitent leur utilisation dans l’industrie des céramiques techniques (maitrise des phases associées). Ces travaux visent donc à étudier l’évolution de la texture des bandes élaborées à partir des suspensions optimisées de kaolins et/ou d’halloysite, à corréler les transformations structurales et comportements au frittage avec les propriétés d’usage. La formulation des suspensions stables a été optimisée au regard de l’ordre d’ajout des adjuvants organiques, ce qui a permet de valider le protocole relatif à la mise en forme. Les résultats obtenus montrent que : les matériaux à base de kaolins présentent une texture de fibre autour de l’axe c, qui est conservée pendant l’étape de la déshydroxylation ; la plage de température de déshydroxylation dépend fortement des caractéristiques physico-chimiques des phyllosilicates de départ (facteur de forme, fautes d’empilement, distribution granulométrique) ; les matériaux élaborés et frittés à 1400 °C, présentent des meilleurs propriétés mécaniques et thermiques, les valeurs maximales de contrainte à la rupture et de conductivité thermique sont respectivement de 141 MPa et 4,8 W.m-1.K-1, pour un taux de porosité de 25% pour l’halloysite.