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Thèse soutenue

Élaboration et caractérisation mécanique des nanocomposites alumine-carbure de silicium

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Auteur / Autrice : David O'Sullivan
Direction : Anne Leriche, Stuart Bampshire
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Valenciennes

Résumé

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L'objectif de cette étude était de développer un protocole de fabrication de nanocomposites à matrice d'alumine renforcée par des particules nanométriques (< 200 nm) de carbure de silicium utilisant des poudres commerciales et l'eau comme milieu de dispersion, ceci dans un but de faisabilité industrielle. Après la détermination des meilleures conditions de dispersion des poudres d'alumine et de carbure de silicium choisies, les mélanges ont été densifies par pressage à chaud afin d'obtenir des matériaux complètement denses. Malgré la température de frittage plus élevée utilisée pour les nanocomposites (1550°C au lieu de 1400°C), la taille moyenne des grains d'alumine se situant entre 0. 6 et 1. 5 µm est équivalente ou inférieure à celle des grains du matériau monolithique. L'étude des propriétés mécaniques a température ambiante de nanocomposites contenant entre 2. 5 et 25% en volume de SiC a permis de déterminer l'influence de la teneur en dispersoïdes à savoir une augmentation de la résistance en flexion (une valeur de 1 GPA a été obtenue pour le nanocomposite contentant 7. 5% en volume de SiC), une amélioration assez modeste de la ténacité, une légère diminution du module de Young ainsi qu'une faible augmentation de la dureté. L’étude comparative de la résistance au fluage de l'alumine et d'un nanocomposite contenant 5% en volume de SiC a montré que la vitesse de déformation du nanocomposite est 100 fois plus faible que celle de l'alumine pure. Un modèle de blocage du glissement aux joints de grains par les particules de SiC est proposé.