Développement de composites 2D à partir de matrice géopolymère résistants en température (1100-1200°C) et tenace

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres

Géopolymère, Composite, Température, Silicate alcalin, Réfractaires, Réactions solide-Solide

Mots-clés

Matériaux réfractaires,

Matériaux -- Propriétés thermiques,

Composites polymères,

Mullite

Cette étude a été menée afin de synthétiser des composites géopolymères résistant en température (1150 °C) et tenaces. Dans un premier temps, l’influence de la nature et de la concentration en cation alcalin dans les solutions de silicates alcalins sur la tenue en température des formulations géopolymères a été étudié. L’utilisation de cation potassium permet une résistance en température en limitant la fissuration. Puis, les paramètres d’élaboration tels que les dimensions du composite, le temps, la température et la pression ont été étudiés. Le protocole d’élaboration retenu est de 8,5 plis de 10×10 cm2 consolidés sous pression (6 MPa) pendant 2 h à 120 °C. Afin d’améliorer les propriétés mécaniques, des additifs, à base de composés silicatés, de composés carbonatés alcalino-terreux pouvant de décomposer en température et d’oxydes réfractaires de type mullite ont été ajoutés aux formulations géopolymères. Les composés carbonatés permettent d’atteindre des contraintes en flexion de 80 MPa dues à la formation de phases cristallines par des réactions à l’état solide. Enfin, l’ajout de mullite renforce le composite qui atteint après traitement thermique une valeur de 110 MPa. Il est donc possible de faire des composites céramiques à matrice géopolymère.