Influence d'ajouts d'oxydes (Y2O3 ou MgO) sur le frittage et les propriétés d'une céramique composite alumine-oxynitrure d'aluminium gamma

par Francoise Laurent-Fievez

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de François Thévenot.

Soutenue en 1991

à Lyon, INSA en cotutelle avec Saint-Etienne, ENSM , en partenariat avec GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA) (laboratoire) .


  • Résumé

    La céramique composite alumine-oxynitrure d' aluminium gamma est obtenue par frittage-réaction (pressage à chaud ou frittage sans charge) d'un mélange de poudres d'alumine en excès et de nitrure d'aluminium. L'ajout d'oxyde d'yttrium ou de magnésium en modifie le frittage, la réactivité et la chimie. En présence d' oxyde d'yttrium, de l'yttrogrenat apparaît entre 1350 et 1400oc et, le frittage ainsi que la formation de l'oxynitrure d'aluminium gamma sont retardés. L'oxyde de magnésium se combine à l'alumine à basse température (inférieure à 1000°C). L'aluminate de magnésium qui en émane (MgA1 2o4) peut, à partir de 1350°C, réagir avec le nitrure d'aluminium formant ainsi un oxynitrure d'aluminium et de magnésium. Ces ajouts modifient la microstructure du matériau : la présence d'oxyde d'yttrium a tendance à rassembler les grains d'oxynitrure d'aluminium en amas permettant ainsi la croissance des grains de la matrice et, la magnésie entrant dans la composition de la phase spinelle en accroît la quantité et permet l'obtention d'une microstructure plus fine. Ces aides au frittage ont peu d'influence sur les propriétés mécaniques du matériau ; celles-ci sont principalement dépendantes du choix des matières premières et du mode de frittage, par contre, les mécanismes qui régissent l'oxydation du matériau peuvent différer selon les ajouts et leur concentration.

  • Titre traduit

    = The influence of additives (Y2o3 or MgO) on the sintering and properties of alumina-gamma aluminium oxynitride composite ceramic


  • Résumé

    The alumina-gamma aluminium oxynitride composite ceramic is obtained by the reaction-sintering (hot-pressing or pressure-less) of a mixture of alumina and aluminium nitride powders. Sintering, reactivity and chemistry are modified by yttrium and magnesium oxides additives. When yttrium oxide is added, yttrogarnet is obtained between 1350 and 1400°C and, sintering and aluminium oxynitride formation are delayed. At law temperature (lower than 1000°C) magnesium and aluminium oxides react to form the MgA12O4 spinel. At 1350°C, the reaction between the latter and aluminium nitride leads to the synthesis of a magnesium aluminium oxynitride. These additives modify the microstructures. The yttrium oxide helps to gather aluminium oxynitride grains and induces the alumina grains growth. Magnesia, incorporated in the spinel phase, increases its concentration and the resulting microstructure is finer. These sintering aids have only a small effect on the mechanical properties: they are basically influenced by the raw materials choice and by the sintering mode; on the other hand, oxidation mechanisms may be changed by their nature and their concentration.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (306 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1422)
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