Relations microstructure-durabilité dans une zircone biomédicale

par Laurent Gremillard

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jérôme Chevalier et de Thierry Epicier.

Soutenue en 2002

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Nous avons étudié l'effet des conditions d'élaboration sur la microstructure de la zircone 3Y-TZP et son influence sur les propriétés mécaniques et le comportement en vieillissement. La première partie de notre travail a consisté à élaborer différentes nuances de zircone3Y-TZP, avec ou sans phase vitreuse et avec différentes tailles de grains. Les matériaux ont été élaborés par coulage en barbotine, et la phase vitreuse introduite sous forme de silice colloïdale. Le frittage a été étudié de sorte que les nuances obtenues aient une densité suffisante (de l'ordre de 98 % de la densité théorique) et des tailles de grains inférieures à 1micromètre. Nous avons ensuite étudié la propagation des fissures dans les différentes nuances en montrant que l'ajout de petites quantités de phase vitreuse n'influait pas sur la propagation des fissures. Nous avons ensuite observé en détail le vieillissement (transformation de phase isotherme) de la zircone en observant ses différentes étapes (nucléation, croissance en surface puis en volume). L'influence des paramètres microstructuraux sur la cinétique de transformation a été mise en évidence : en particulier, la présence de petites quantités de silice suffit à ralentir considérablement la transformation. Le vieillissement a ensuite été modélisé analytiquement puis numériquement en termes de nucléation – croissance. La microstructure des différentes nuances a été observée, notamment en microscopie électronique en transmission. La meilleure résistance au vieillissement tout en conservant les propriétés mécaniques peut être expliquée par la présence de phase vitreuse aux joints triples mais n'affectant par les joints de grains.

  • Titre traduit

    = Microstructure-durability relationships in a biomedical grade zirconia ceramic


  • Résumé

    He effect of the elaboration conditions on the microstructure of 3Y-TZP ceramics was studied. Silica doped materials were realised and characterised. Their resistance to slow crack growth was quantified. Their ageaing behaviour was measured and analytically modelled. The comportments of doped and un-doped 3Y-TZP were explained by the mean of the microstructural study.

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Informations

  • Détails : 1 vol.(175 p).
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.159-165

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2590)
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