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Communication dans un congrès

Caractérisations structurale et mécanique de céramiques texturées : mise en forme par le procédé de coulage en bande-congélation (freeze tape casting)

Résumé : Les argiles sont majoritairement constituées de minéraux argileux, dont la plupart appartiennent à la famille des phyllosilicates. Ces matières premières argileuses sont largement utilisées pour la mise en forme de céramiques dites « conventionnelles ou silicatées». Les propriétés finales obtenues après frittage dépendent de la nature chimique des constituants de ces minéraux argileux et de leurs proportions relatives, ainsi que de la présence de phases secondaires et des procédés mis en oeuvre pour élaborer ces produits céramiques. Le procédé de coulage en bande congélation (noté FTC) est une technique de mise en forme par voie liquide découle du coulage en bande conventionnel (noté TC) et du coulage congélation [1-3]. Le procédé FTC consiste à couler une suspension sur un plancher réfrigéré. D'après la littérature, une congélation rapide permet la croissance de petits cristaux de glace et la préservation de la structure du matériau [1]. A l'inverse, plus la congélation est lente, plus les cristaux sont gros. Pour cette étude, les produits sont congelés à des températures inférieures à-20 °C ce qui entraîne la formation de cristaux de glace d'épaisseur de l'ordre de quelques microns [2,3]. La morphologie particulière de ces argiles peut permettre d'obtenir des produits texturés, présentant des propriétés d'usage intéressantes pour des applications techniques, et ce à partir du procédé de coulage en bande-congélation [4,5]. Dans cette étude, trois matières premières argileuses ont été utilisées, notées KCR (fournie par Imerys), HCR (provenant du Cameroun) et KORS (provenant du Burkina Faso) respectivement. L'objectif est de mettre en évidence l'influence de la morphologie initiale des particules argileuses et/ou du procédé de mise en forme sur les propriétés structurales, mécaniques et thermiques des produits frittés à 1200°C. les argiles KCR et KORS sont essentiellement constitués de kaolinite (plaquettes hexagonales) tandis que HCR est essentiellement composé d'halloysite à morphologie sphéroïdale et tubulaire. De plus KORS et HCR contiennent des teneurs intéressantes en oxydes métalliques. Les valeurs de porosité après mise en forme FTC et TC, et avant frittage, sont comprises entre 70 et 80% (FTC) et entre 30 et 40% (TC). Le frittage à 1200°C entraîne une diminution significative de ces valeurs pour les échantillons issus du TC en dessous de 10%. Cependant les valeurs de porosité d'échantillons issus du FTC ont tendance à augmenter légèrement (de 75 à 80%). Les valeurs de résistances mécanique en flexion biaxiale montrent que les échantillons frittés, issus aussi bien du TC que du FTC, évoluent dans le sens croissant : KORS-HCR < KHCR < KCR. Cette tendance est partiellement corrélée aux valeurs de taux de porosité. Les phases cristallines et la génération d'une phase amorphe impactent également cette évolution des valeurs de résistance mécanique. La déstructuration de l'agencement des plaquettes apportée à travers le FTC comparativement au TC conduit à une forte diminution des propriétés mécaniques ainsi que des valeurs de conductivité thermique. Références
Type de document :
Communication dans un congrès
Liste complète des métadonnées

https://hal-unilim.archives-ouvertes.fr/hal-03660986
Contributeur : BEATRICE DERORY Connectez-vous pour contacter le contributeur
Soumis le : mercredi 18 mai 2022 - 15:49:59
Dernière modification le : jeudi 19 mai 2022 - 03:47:42

Identifiants

  • HAL Id : hal-03660986, version 1

Citation

Kassoum Barry, Gisèle Laure Lecomte-Nana, Seynou Mohamed, Philippe Blanchart, Claire Peyratout, et al.. Caractérisations structurale et mécanique de céramiques texturées : mise en forme par le procédé de coulage en bande-congélation (freeze tape casting). GFC Journées Annuelles 2021, Mar 2021, Conférence donnée en virtuel, France. ⟨hal-03660986⟩

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