Optimisation de la production des céramiques industrielles : Analyse statistique du comportement mécanique et diélectrique

par Olivier Paulhe

Thèse de doctorat en Génie des Matériaux

Sous la direction de Daniel Treheux.

Soutenue en 2001

à l'Ecully, Ecole Centrale de Lyon .


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  • Résumé

    Cette étude est menée en collaboration avec des fabricants de céramiques industrielles de type isolateurs électriques ou produits de porcelaine. Des dommages non contrôlés, qui surviennent durant le procédé de fabrication, peuvent avoir pour conséquence l'augmentation significative des taux de rebuts. Notre objectif a été d'optimiser la production de porcelaine en contrôlant les procédés de fabrication et la formulation. L'analyse des avaries laisse entrevoir le rôle de l'énergie de polarisation. En effet, les propriétés électriques, ainsi que les propriétés mécaniques, sont liées à la capacité du matériau à piéger des charges électriques induites par le procédé de fabrication. Ainsi la relaxation brutale de cette énergie accumulée peut entraîner la rupture mécanique. Dans ce sens, un protocole de caractérisation mécanique /diélectrique et physico-chimique a été mis au point pour classer les produits en fonction de leur capacité à éviter des ruptures mécaniques de type catastrophiques. D'une part, le modèle de Weibull est utilisé pour mesurer la fiabilité du produit, en complément des propriétés mécaniques classiques (résistance à la flexion), et des analyses physico-chimiques (RDX, Densimétrie, fractographies). D'autre part, la capacité à piéger des charges électriques est déterminée par mesure du courant de masse. Pendant l'injection simulée d'électrons (SEMM). Enfin, l'analyse statistique (Analyse discriminante, tri hiérarchique) a permis de classer les produits de porcelaine industrielle en fonction des critères mécaniques et diélectriques (capacité à piéger des charges électriques) et de les comparer aux taux de rebut. Le suivi des taux de rebuts pendant une année de production, pour différentes compositions, semble valider l'hypothèse de phénomènes de piégeage / dépiégeage de charges au cours du procédé de fabrication de la porcelaine industrielle CERAMA.

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  • Annexes : Bibliographie en fin de chapitre

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