Carbonisation de brais en milieu géométriquement limité : application aux composites carbone-carbone granulaires

par Christophe Fontugne

Thèse de doctorat en Physicochimie des matériaux

Sous la direction de Jean-Noël Rouzaud.

Soutenue en 2001

à Orléans .

  • Titre traduit

    Pitch carbonization in geometrically restricted spaces : application to granular carbon-carbon composites


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Les composites granulaires carbone-carbone sont issus de la pyrolyse entre 1000ʿC et 2800ʿC d'un mélange de grains de coke de taille millimétrique et de fines (grains de coke ou d'anthracite de taille micrométrique) cimentés par un liant organique (un brai dans le cas présent) qui assure la cohésion du matériau. Les caractéristiques physico-chimiques, texturales et structurales de chacun des composants (grains, fines, brais) ainsi que leur mode d'association sont à l'origine de l'organisation multi-échelles acquise au cours d'une succession d'étapes de carbonisation et de graphitisation. Notre étude montre l'effet prépondérant de la nature des fines sur cette organisation multi-échelles. Celle-ci a été corrélée à des propriétés macroscopiques, en particulier la carboxyréactivité et les propriétés mécaniques. Ce travail a permis d'étudier d'un point de vue fondamental la carbonisation de brais (de compositions variées) dans un milieu géométriquement limité formé d'espacements inter-granulaires de dimensions infra-millimétriques à micrométriques. Ainsi, nous avons montré que les domaines anisotropes de cokes de brais ainsi obtenus sont plus petits que ceux obtenus lors de carbonisations classiques effectuées sans contraintes géométriques. Les matériaux obtenus sont poreux à toutes les échelles, du millimètre au nanomètre. Une étude quantitative de cette porosité a été effectuée, notamment grâce à un programme d'analyse d'image mis au point pour ce travail. Nous avons ainsi pu montrer que la formation des pores submillimétriques dépendait essentiellement de la nature du brai : cette porosité gouverne le module d'Young de ces composites. En revanche, la porosité de taille micrométrique est fonction du type de fines. Nous avons mis en évidence que cette échelle texturale était le niveau d'organisation pertinent pour établir des corrélations avec des propriétés telles que la carboxyréactivité ; en effet, la porosité micrométrique gouverne l'accessibilité aux sites actifs.

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Informations

  • Détails : 242 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 235-242

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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 19-2001-25
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