Elaboration de materiaux ceramiques par electrophorese

Elaboration of ceramic materials by electrophoretic deposition

• Auteur / Autrice : FREDERIC BOUYER
• Direction : Alain Foissy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Besançon

Résumé

L'objectif de ce travail est d'examiner le potentiel de l'electrophorese pour realiser des structures ceramiques multicouches (sic/sic poreux) a proprietes mecaniques superieures aux monolithes correspondants (sic). L'etude s'est portee principalement sur la fabrication de materiaux en carbure de silicium (sic) en milieu organique. Pour fabriquer des depots compacts, l'etat de dispersion des suspensions doit etre optimise et aucun effet de sedimentation ne doit etre observe. L'utilisation de polymere adsorbe sur le sic (polyvinylpirrolidone (pvp)) permet d'atteindre ces objectifs de meme que la combinaison d'un sel multivalent (alcl#3) avec un polymere non adsorbe (polyvinylbutyral (pvb)). Au contact de l'electrode, nous avons observe dans le systeme alcl#3/pvb la formation d'un liant inorganique (al(oh)#3) qui assure la cohesion du depot et l'adhesion des particules sur les particules predeposees. Les reactions electrochimiques permettent egalement de reduire la charge electrique des particules afin d'eviter toute polarisation de l'electrode. Pour densifier ou rendre poreux des materiaux en sic apres frittage, des additifs doivent etre incorpores dans les formulations (respectivement b#4c + noir de carbone ou latex / amidon). Si la charge des particules secondaires est de meme signe que celle du sic, un effet d'entrainement est observe avec formation d'un depot collectif ou le taux d'incorporation des particules minoritaires est identique a celui dans la suspension de depart. Dans le cas contraire, l'heterocoagulation de la suspension destabilise la suspension et necessite une optimisation de la teneur en additif de charge. La resistance mecanique des materiaux monolithiques a ete sensiblement amelioree par l'incorporation de couches poreuses. Avec les particules de latex comme precurseur de porosite, la resistance a la rupture est de 330 mpa (220 mpa pour le monolithe). Les particules d'amidon se decomposent partiellement et n'ont pas permis d'atteindre des valeurs aussi elevees.