Elaboration et caractérisation de céramiques texturées de mullite à partir de phyllosilicates

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

frittage, microstructures, mullite, kaolin, matériaux composites

Mots-clés

Mullite - Thèses et écrits académiques,

Phyllosilicates - Thèses et écrits académiques,

Coulée par centrifugation - Thèses et écrits académiques,

Frittage (métallurgie) - Thèses et écrits académiques,

Rupture, Mécanique de la - Thèses et écrits académiques,

Traitement thermique - Thèses et écrits académiques

La mise en oeuvre de procédés céramiques favorisant l'organisation de la microstructure à l'échelle des grains et des interfaces est favorable à l'amélioration de leurs propriétés mécaniques. Dans cette étude, des matériaux céramiques de mullite à microstructure organisée sont obtenus par frittage d'un assemblage de couches de phyllosilicates (kaolinite et muscovite). Les orientations préférentielles des particules dans le compact sont obtenues lors de la mise en forme par centrifugation et par coulage en bande. Durant le frittage à 1410°C, un processus de croissance préférentielle par épitaxie sur la forme haute température des phyllosilicates induit la formation d'une microstructure organisée de mullite. Une faible quantité de muscovite est nécessaire (10%massique), et le degré d'organisation de la microstructure dépend fortement des paramètres de mise en forme et du traitement thermique. Nos résultats montrent une relation entre le degré d'organisation microstructural (orientation et porosité) et les propriétés mécaniques (module d'Young et contrainte à la rupture). Quel que soit le procédé employé, les analyses QTA et MEB révèlent deux composantes de texture : une planaire suivant l'axe c de la mullite et une de type fibre suivant les axes a et b de la mullite qui sont alignés parallèlement aux plans de coulage ou de centrifugation. Le degré d'orientation a aussi une influence sur l'anisotropie des propriétés d'élasticité et la technique de coulage en bande apparaît ainsi plus favorable à l'orientation des cristaux. Le travail de thèse a été financé par la communauté européenne (Fonds Social Européen et FEDER) et la Région Limousin.