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    Élaboration de céramiques sans ajouts de frittage par Spark Plasma Sintering pour application en électronique de puissance

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    Des substrats en carbure de silicium et nitrure d’aluminium ont été élaborés par Spark Plasma Sintering en vue de réaliser des refroidisseurs pour l’électronique de puissance. La température et la pression lors de l’élaboration doivent être maximisées pour atteindre des densités relatives proches des densités théoriques de chaque matériau. Les comportements mécanique et électrique des céramiques ont été établis à l’aide d’une approche microstructures/propriétés. Les porosités jouent un rôle très important sur le comportement mécanique et électrique des matériaux. Il apparaît également que les propriétés électriques de l’AlN SPS sont supérieures à celles de l’AlN fritté conventionnellement montrant que le procédé l’élaboration SPS n’induit pas d’impuretés dans le matériau. Les propriétés électriques du SiC SPS sont largement inférieures à celle du SIC fritté conventionnellement avec du bore comme ajout de frittage indiquant le rôle important de la qualité chimique des poudres utilisées pour le frittage

    Densification de composites carbonés par SPS : utilisation de nanofibres de carbone comme agent liant

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    Des composites à base de carbone présentant une tenue mécanique élevée et de faibles masses volumiques peuvent être élaborés par densification SPS (Spark Plasma Sintering). Ces composites sont réalisés en deux étapes : un précurseur C/C est synthétisé par croissance catalytique CVD de nanofibres de carbone (NFCs) sur une préforme de carbone (feutre ou tissu de graphite), puis le composite obtenu est soumis à un traitement de densification par SPS (frittage à 1750 ◦C sous pression de plusieurs dizaines de kN). La réaction CVD utilise des nanoparticules de métaux de transition comme catalyseurs et de l’éthane (C2H6) comme source de carbone. Cette voie de synthèse permet de conserver la mise en forme macroscopique et de rigidifier la structure du précurseur par le biais des nombreuses jonctions créées pendant la formation des NFCs. Une préforme composite C/C est ainsi obtenue et découpée en pastilles pour subir le traitement SPS. Le frittage peut être précédé d’une étape d’infiltration de résine phénolique afin de réaliser des composites C/C/C : cette étape permet de densifier les composites en adjoignant une matrice de carbone par la décomposition de la résine, ce qui favorise la cohésion de l’ensemble. La présence d’éléments de taille nanoscopique permet d’un côté d’améliorer la résistance mécanique en augmentant le transfert de charge, et d’un autre côté de faciliter le frittage et l’infiltration de la résine dans le composite

    Densification par Spark Plasma Sintering (SPS) de matériaux d’électrolytes, difficilement densifiables, pour piles à combustible

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    Des matériaux tels que les apatites à base d’oxydes de lanthane et de silicium ou des pérovskites conductrices protoniques, potentiellement utilisables au sein de piles à combustible, présentent une grande résistance au frittage. Celle-ci limite d’autant plus leur utilisation au sein de piles à combustible, surtout s’ils doivent être employés comme électrolytes. Plusieurs stratégies peuvent être envisagées pour remédier à ce problème parmi lesquelles l’emploi de nouvelles méthodes de frittage ou le choix d’une méthode de synthèse efficace (permettant par exemple de diminuer la taille des grains ou de limiter celle des agrégats souvent rédhibitoires au moment du frittage). Nous présentons ici les résultats de frittage par Spark Plasma Sintering (appelé par la suite SPS) en les comparants à ceux obtenus par frittage conventionnel haute température. Les matériaux étudiés ont des compositions dérivées des phases La9,330,67Si6O26 et BaZr0,9Y0,1O2,950,05 pour lesquelles des problèmes de frittage ont été rencontrés. Nous insisterons sur les particularités des matériaux obtenus par SPS en termes de structure et microstructure et des conséquences sur les propriétés de transport anionique

    Synthesis, Sintering, and Electrical Properties of BaCe0.9−xZrxY0.1O3−δ

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    BaCe0.9−xZrxY0.1O3−δ powders were synthesized by a solid-state reaction. Different contents of cerium and zirconium were studied. Pellets were sintered using either conventional sintering in air at 1700◦C or the Spark Plasma Sintering (SPS) technique. The density of the samples sintered by SPS is much higher than by conventional sintering. Higher values of ionic conductivity were obtained for the SPS sample

    Étude du frittage non-conventionnel de céramiques de type YAG:Nd en présence d’ajout de silice

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    L’objectif de cette étude était de cerner l’influence du procédé de frittage non conventionnel employé pour la mise en forme des pièces (frittage SPS ou post-frittage HIP) sur l’activation des processus densifiants. Il s’avère qu’un traitement SPS des poudres initiales permet d’abaisser la température de début de frittage et conduit dans certaines conditions à des pièces translucides ou transparentes. L’influence de la silice, introduit comme ajout de frittage, et du néodyme, introduit comme dopant, est également discutée dans ce travail. Le post-frittage HIP, quant à lui, permet l’élimination de la porosité résiduelle dans les échantillons, ce qui conduit à la transparence des pièces réalisées

    Modélisation numérique des phénomènes de chauffage et de densification durant le procédé de frittage flash

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    Titre dur résumé joint : Simulation numérique du couplage électrique-thermique-mécanique du procédé du frittage flashNational audienceLe frittage flash est un procédé de compaction de poudre qui consiste à appliquer un courant électrique pour échauffer la matière simultanément à l'application d'une pression. Ce papier traite la simulation numérique des problèmes couplés électrique thermique et mécanique qui interviennent dans le procédé. Une étude est effectuée pour comprendre la distribution du courant électrique qui affecte la distribution de la température et ainsi la distribution des contraintes et de la porosité durant la compaction.See http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/27/14/ANNEX/r_GF5RE2XK.pd

    QUELQUES PARAMETRES DE CONTROLE DES PROPRIETES ELECTROMAGNETIQUES DE FERRITES DE NICKEL-ZINC DANS LA BANDE UHF-V

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    National audienceEn raison du développement des terminaux mobiles pour la bande UHF-V (300MHz-700MHz), il existe une forte demande pour la réalisation d'antennes miniatures destinées à ces applications [1-5]. En effet les dimensions des antennes actuellement disponibles sont trop importantes pour permettre leur intégration, et les techniques qui permettent de réduire ces dimensions conduisent à une certaine dégradation de leurs performances [6]. Des travaux récents sur la miniaturisation des antennes imprimées, basée sur l'utilisation de substrats à fort indice de réfraction, ont montré l'intérêt des matériaux magnétiques pour l'amélioration des performances (bande passante, efficacité) [2]. Une piste que nous avons retenu pour atteindre cet objectif de miniaturisation consiste à employer des matériaux magnéto-diélectriques, qui allient une perméabilité magnétique à une permittivité diélectrique, tout en conservant des niveaux de pertes acceptables dans une bande de fréquence comprise entre 0.1 GHz et 1 GHz typiquement

    Monolithes de silice et de carbone à porosité hiérarchisée obtenus par frittage SPS

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    La silice SBA-15 et le carbone CMK-3 possèdent une grande surface spécifique et un volume important de mésopores ordonnés dans une symétrie hexagonale (groupe d’espace p6 mm). Il est nécessaire de préserver leurs caractéristiques lors de la mise en forme de ces matériaux, pour un grand nombre d’applications. Le frittage SPS (Spark Plasma Sintering) des poudres a été effectué sans charge ou avec une charge uniaxiale de 25 MPa et à des températures de 600 à 800 ◦C pour la silice et 1100 à 1300 ◦C pour le carbone, pendant 5 minutes. Les isothermes d’adsorption/désorption d’azote montrent que les monolithes obtenus conservent une surface spécifique élevée (300 à 500 m2/g) et un volume mésoporeux de l’ordre de 0,7 cm3/g. La coexistence de la mésoporosité et d’une macroporosité interconnectée de volume voisin est observée par MEB (Microscopie Électronique à Balayage) et MET (Microscopie Électronique en Transmission). En outre, l’organisation de la mésoporosité est partiellement maintenue comme le mettent en évidence la DRX (Diffraction des Rayons X) et la MET
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