Thèse soutenue

Densification de l'alumine : frittage sous pression de gaz
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Auteur / Autrice : Christelle Nivot
Direction : Patrice Goeuriot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le frittage sous pression de gaz est généralement utilisé pour améliorer la densification de matériaux thermodynamiquement instables aux températures de frittage classiques. L'objectif de ce travail est d'étudier la stabilité de la porosité issue du frittage de l'alumine sous pression d'un gaz insoluble : l'azote. En observant les conséquences sur la densification et la microstructure de comprimés d'alumine frittés sous différentes pressions d'azote (entre 2 MPa et 6 MPa), il s'avère que l'effet de la pression se manifeste principalement au cours du stade initial du frittage en retardant la formation des cous entre les grains. En revanche, la fermeture de la porosité et le grossissement des grains ne sont pas modifiés par la présence d'azote sous pression. Jusqu'à une densité relative finale d'environ 95%, la comparaison avec des modèles de la littérature met en évidence une densification contrôlée par la diffusion aux joints quelle que soit la pression d'azote appliquée au cours du frittage. Par ailleurs, cette étude a mis en lumière la nécessité d'une représentation de la taille des grains en fonction de la densité relative. L'existence d'une trajectoire unique de frittage : diamètre des grains = f(p), a conduit à une optimisation du cycle de relachement de la pression en fin de cycle thermique de manière à s'écarter de cette trajectoire de frittage. La contrainte de frittage élevée que présentent les matériaux frittés sous pression est mise à profit de manière à obtenir des matériaux denses à grains fins.