Optimization of nanostructured oxide-based powders by surface modification

Abstract

Ce travail a été consacré dune part à létude de l\u27effet de la dispersion dans une alumine de transition commerciale et dautre part à létude des propriétés mécaniques à basse et haute température des nanocomposites AlO-5 vol. % YAG. 23 Pour étudier leffet de la dispersion dans lalumine de transition, différentes techniques de caractérisation appartenant à la physico-chimie des surfaces et à la science des matériaux ont été utilisées comme lanalyse thermogravimétrique et lanalyse thermique différentielle (ATD-TG), la diffraction des rayons X (DRX), ladsorption dazote (B.E.T.), la microscopie électronique en transmission (MET) et linfrarouge à transformée de Fourier (IR-TF). En particulier, les alumines de transition présentent des phases métastables qui subissent des transformations pendant le frittage et provoquent la formation dune structure vermiculaire avec de larges porosités. La densité finale et la microstructure ont été améliorées grâce à une dispersion efficace de la poudre initialement agglomérée qui permet un réarrangement des particules et facilite la transformation vers la phase alpha. Létude de linfluence de la dispersion sur la cinétique de transformation (Méthode de Kissinger) et la cinétique de frittage (Méthode SID) a été développée. Dans la deuxième partie de la thèse, le travail a été centré sur la production des nanocomposites AlO-5 vol. % YAG à partir de deux alumines commerciales frittées naturellement et par des méthodes non-conventionnelles comme le pressage à chaud (HP) et le spark plasma sintering (SPS). La caractérisation mécanique à température ambiante (dureté, ténacité, module délasticité) a été corrélée à une étude microstructurale (ESEM). Des valeurs intéressantes de dureté et de ténacité ont été mesurées dans les échantillons frittés par SPS et HP, environ 20 GPa et 7 MPa.m, respectivement. 231/2 Pour la caractérisation à haute température, les essais de fluage ont été conduits sous air en flexion 4 points à 1200°C sous une contrainte de 100 MPa. Les résultats montrent que les propriétés mécaniques à haute température dépendent fortement de la répartition de la deuxième phase dans la matrice dalumine. Dans tous les cas, les résultats obtenus sont intéressants