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COMPORTEMENT CERAMIQUE ; OUASSARNI ABDERRAHIM
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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.