Frittage du carbonate de calcium : mécanismes de densification et de grossissement des grains : Elaboration d'une biocéramique

par Florent Tetard

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Didier Bernache-Assollant.

Soutenue en 1997

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce memoire est consacre a l'analyse des mecanismes de frittage de caco#3, pur et avec ajouts afin de realiser des bioceramiques poreuses. Frittage du carbonate de calcium pur : la croissance normal des grains est prouvee par l'autosimilitude des distributions granulometriques. Les mecanismes de croissance ont ete etudies suivant deux voies : directement a partir des cinetiques de croissance des grains, ou deduits des lois de densification en fonction du temps. Cette etude montre que la croissance des grains est controlee par : la migration des pores a 800c (diffusion superficielle) et a 850c (diffusion volumique) la mobilite des joints de grains a 870c la dependance de la cinetique de densification en fonction de la taille des grains ou du temps indique comme etape limitante la diffusion en volume des ions calcium a 850c et 870c. Frittage de caco#3 en presence de li#2co#3 ou li#3po#4 : les ajouts li#3po#4 et li#2co#3 augmentent, par mise en solution solide, la concentration des lacunes de ca et favorisent la densification et la croissance des grains. A faible concentration (< 2% pds), une croissance anormale de grains aciculaire est observee. L'incorporation de lithium induit une stabilisation selective des plans (001) de la calcite, et un accroissement des parametres de maille. A forte concentration (> 2% pds), la croissance devient normale. En presence de li#2co#3, l'ajout segrege le long des joints de grains et la diffusion des ions carbonates limitent la croissance des grains. La densification est controlee par : la diffusion aux joints de grains a 610c et 620c avec 2% li#2co#3 en presence de li#3po#4, l'ajout se disperse aleatoirement au sein du materiau et la diffusion des ions calcium limite la croissance des grains. Avec 2% li#3po#4, la densification s'effectue par : diffusion en volume a 700c diffusion aux joints de grains a 710c et 720c les mecanismes de densification et de grossissement sont egalement confirmes par la modelisation des courbes de retrait en fonction du temps. La realisation de pieces frittees d'une porosite similaire a celle de l'os spongieux permet d'envisager l'utilisation de la calcite comme prothese bioresorbable. Quelque tests in vitro ont ete effectues.

  • Titre traduit

    Sintering of calcium carbonate mechanisms of densification and grain growth elaboration of a bioceramic


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  • Détails : 170 p.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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  • Bibliothèque : Université de Limoges. ENSIL-ENSCI. Bibliothèque.
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  • Cote : 85 TET
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