Diaporama PFE-2003

IntroductionIntroduction Elaboration des Elaboration des

céramiquescéramiques Contrôle de la porositéContrôle de la porosité Propriétés mécaniquesPropriétés mécaniques Propriétés thermiquesPropriétés thermiques Influence de la porositéInfluence de la porosité Méthodes d’évaluations Méthodes d’évaluations

(M.N.D)(M.N.D) Conclusion et perspectivesConclusion et perspectives

Une céramique est un matériau solide de synthèse et qui nécessite souvent des traitements thermiques pour son élaboration.

Deux types de matériaux céramiques à distingués :

Les céramiques sont caractériser par:

ArgileArgileSableSableFeldspathsFeldspaths

Broyage Broyage Sonde à Sonde à UltrasonUltrasonAtomisationAtomisation

Procédés à secProcédés à secProcédés humideProcédés humide  

DensificationDensificationFrittageFrittage

TempératureTempératureHumidité du Humidité du milieumilieu

Deux phénomènes principaux accompagne le frittage:L’élimination de la L’élimination de la

porositéporositéLe grossissement des Le grossissement des grainsgrains

Réarrangement de la Réarrangement de la matièrematière

Minimiser l’énergie de Minimiser l’énergie de surfacesurface

Coalescence des Coalescence des porespores

Les grains ont la forme du polyèdre de Les grains ont la forme du polyèdre de KelvinKelvinles pores sont de forme cylindriqueles pores sont de forme cylindriqueTaux d’occupation des arrêts par la Taux d’occupation des arrêts par la porositéporosité

La loi de Hooke généralisé:

Les trois paramètres principales étant liés par la relation:

La contrainte théorique à la rupture «Orowan»:

Condition de propagation d’une fissure «Griffith»:l'application d'une force extérieure fournira à l’échantillon un

travail WUne partie de ce travail sera emmagasiné sous forme d’énergie élastique UE

Propagation d’une fissure consomme une énergie US pour créer pour créer deux nouvelles surfaces.

Pour les céramiques:

Les échanges thermiques peuvent s’effectuent selon trois modes différents :Le rayonnementLa convection la conduction

les céramiques présentent un caractère isolant et un bon comportement aux températures élevées, la conduction thermique est assurée principalement par les vibrations du réseau.

La conductivité thermique des céramiques:

La conductivité des pores:

La dilatation thermique:

Le choc thermique: Si Ti > Tf : Le choc est dit descendant. Si Ti < Tf : Le choc est dit ascendant.

«Hasselman»«Hasselman» Matériaux pré-Matériaux pré-

fissuréfissuréMatériaux non-fissuréMatériaux non-fissuré

Pour les céramiques:

La conductivité effective d’un matériau poreux peut être évaluée à l’aide de modèles analytiques.

noter que quel que soit le modèle utilisé, la conductivité thermique du milieu est comprise entre deux valeurs extrêmes:

(1-n)ε(1-n)ε(1-n)α(1-n)α

Rs

Rs

Rc

Rs RcRs

Rf

ΔL,ΔT

Darcy (1846):

Kozeny-Carmen (1937):

Transducteur

(E/R)

Cale(Plexigl

as)

Transducteur

(Emetteur)

Transducteur(Récepteur)

Cale(Plexigl

as)

Transducteur

(Emetteur)

Transducteur(Récepteur)

Face à la compétition, le défi de l’innovation est vital pour l’industrie céramique. Celle-ci doit inventer de nouveaux matériaux et améliorer les performances de ceux déjà existants.

Les performances de ces matériaux dépendent : Matières premières Procédés de fabrication

Ces performances sont gouvernés par les différentes propriétés physico-chimiques de ces matériaux.

La porosité joue un rôle particulièrement déterminant dans les propriétés et la performance des matériaux céramiques

Le contrôle de la porosité, en jouant aussi bien sur la matière première que sur les procédés de fabrications, est donc très important dans ce type de matériaux.

Après ce travail théorique et bibliographique un protocole expérimental permettant le suivi de l’évolution de la porosité est une perspective intéressante.