Etude experimentale et théorique du préfrittage et du frittage de l'hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2

Experimental and theoretical study of calcination and sintering of hydroxyapatite ca10(po')6(oh)2

• Auteur / Autrice : Abdelhak Ababou
• Direction : Didier Bernache-Assollant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vapeur d'eau

Mécanique analytique

Hydroxyapatite

Résumé

L'objectif de ce travail est de comprendre les mecanismes d'evolution morphologique d'une poudre d'hydroxyapatite au cours de sa calcination et de son frittage. Le role de la vapeur d'eau a ete particulierement mis en evidence. Le prefrittage entraine une chute de la surface specifique de la poudre d'hydroxyapatite liee au grossissement des grains. La modelisation de ce phenomene permet de prevoir l'influence de la pression de vapeur d'eau sur la cinetique de reduction de surface. Suivant la gamme de temperature, le transport de matiere est different: au-dessous de 780c, le mecanisme de grossissement est de type superficiel (sans densification) controle par l'adsorption dissociative de la vapeur d'eau, tandis qu'a plus haute temperature le transport s'effectue par la phase gazeuse. Le frittage de la poudre a ete etudie en phase solide, avec ajout et sous charge. En phase solide la confrontation des lois theoriques et des resultats experimentaux montre que le grossissement en fin de frittage est controle par la diffusion superficielle dans les pores, la densification s'operant par diffusion de la matiere aux joints de grains. La vapeur d'eau inhibe la densification mais sa presence est favorable en fin de frittage pour stabiliser thermodynamiquement l'hydroxyapatite. Parmi les nombreux ajouts testes, seul l'orthophosphate de sodium favorise le frittage en creant des lacunes dans les sites oh. L'etude du frittage sous charge permet de distinguer deux mecanismes en fonction de la pression: la diffusion aux pressions inferieures a 20 mpa, le mouvement des dislocations aux pressions plus elevees