Upload
geneva-sabatier
View
111
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Les mousses céramiques
Mousses commerciales : silice, alumine, zircone, mullite, cordiérite, SiC, ...
Isolation thermique ou acoustiqueSupports catalyse, greffage, ….
Les verres Vycor
R7T7
Vycor
Pyrex
SiO2 ≈ 60% Na2O ≈ 10% B2O3 ≈ 30%
décomposition spinodale en deux phases
phase riche en silice insoluble
phase riche en B2O3 soluble
Dissolution sélective de la phase riche en B par traitement acide
Recuit ≈ 1000°C verre de silice pratiquement pure
Recuit
support poreux
Élaboration de mousses céramiques
Imprégnation d’une matrice poreuse
Moussage direct par soufflage de gaz
1. Imprégnation d’une matrice poreuse
Test d’oursins
Test d ’oursin
Structure poreuse bicontinu
pores et murs ont le même volume
et la même morphologie
mais ne se croisent jamais
les pores forment un réseau hexagonal 2D
H.A. Schwarz, Gesammelte Mathematische Abhandlugen (1890)
Synthèse de monocristaux de calcite poreux
F.C. Meldrum et al, Adv. Mater. 14 (2002) 1167
Polymérisation d’un moule organique dans les pores
dissolution du test d’oursin
Précipitation contrôlée de CaCO3
CaCl2 + Na2CO3
dans le moule polymère
Élimination du polymère par calcination
Monocristaux de calcite
(≈ 200 m)
100
SrSO4
F. Meldrum, J. Mater. Chem. 16 (2006) 408
PbCO3
S ≈ 1000 m2/g
Volume poreux ≈ 80%
Mesostructured Cellular Foams
G. Stucky et al. Chem. Mater. 12 (2000) 686
template = micro-émulsion ‘eau-huile’
Hydrolyse acide de Si(OEt)4 en présence de surfactant TTAB
Formation d’une émulsion par addition de dodécane
Calcination à 650°C
R. Backov et al. J. Mater. Chem. 14 (2004) 1370Mousses de silice
TTAB = TetradecylTrimethylAmmonium Bromide
décomposition de H2O2 avec
libération de O2 au sein d’un gel de V2O5
2. Dégagement gazeux
V2O5 + H2O + HDA
1g de V2O5 donne ≈ 2 litres de mousse
10
001
002 003
004 005
d = 33Å
V2O5 sol surfactant
porous membrane
gaz
Dégagement gazeux dans une suspension colloïdale
R. Backov et al. Chem. Mater. 17 (2005) 644
750 µm
600 µm
La taille des pores dépend du flux gazeux
600 µm 750 µm
600 µm600 µm
750 µm
600 µm
mousse V2O5-Tergitol f25°C
mousse V2O5-Tergitol600°C
La morphologie se conserve au chauffage
Mousses de TiO2
R. Backov et al. J. Mater. Chem. 15 (2005) 3887
Aerogels
Séchage des gels
formation de craquelures au cours du séchage
Difficulté de faire des pièces massives
séchage lentadditifs chimiques
séchage hyper-critique
P = 2cos/r
Aérogels
mousse
porosité ≈ 99%
Séchage supercritique
Tc = 375°C Pc = 218 atm.
Pc
Tc
solideliquide
gaz
o
Solide très léger
mille fois moins dense que le verre
Volume poreux ≈ 99%
Sculptures sur aérogels
I. Michalou, J. Non-Cryst. Solids, 350 (2004) 61
99.8% air + 0.02% silice
39 fois plus isolant
que les meilleures fibres de verre
Super isolant
outside inside
sandwich :glass / aerogel / glass
-15°
40°
20°
light absorbing layer
shade
Isolation dans le bâtiment
Fenêtres isolantes
Pathfinder sur Mars
protection de l’électroniquecontre les chocs thermiques
Capture des particulesdans un aerogel
Jet Propulsion Laboratories
La mission Stardust
collecteurs des poussières interstellaires