Réponse thermique à l'échelle locale dans les matériaux céramiques, effets des pores et des joints de grains

par Sylvie Grandjean

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

Sous la direction de David Stanley Smith.

  • Titre traduit

    Local thermal response in ceramic materials, effet of pores and grain boundaries


  • Résumé

    Un matériau hétérogène est constitué de plusieurs phases solides, de pores et d'interfaces. De nombreux modèles décrivent la conductivité thermique équivalente de matériaux poreux ou multiphasés. En revanche, il existe peu d'informations sur l'effet des joints de grains. Nous avons donc concentré notre étude sur l'effet de la porosité sur la conductivité ainsi que sur l'estimation de la résistance thermique des joints de grains dans l'alumine, l'oxyde d'étain et la magnésie. Nous avons obtenu des valeurs comprises entre 0,7 et 2,2. 10-8 m2. K. W-1 pour les trois systèmes. Afin de s'affranchir de la contribution des pores à la résistance, une correction est apportée par le modèle de percolation dont le choix a été guidé par une étude en simulation numérique de l'impact de la forme de la porosité sur la conductivité. La dernière partie présente une expérience de mesure locale de conductivité thermique appliquée à des fibres aussi bien monocristallines que céramiques polycristallines.


  • Résumé

    A heterogeneous material consists of a mixture of solid phases, pores and interfaces. Many models describe the equivalent thermal conductivity of porous or multiphase material. On the other hand, there is little information concerning the effect of the grain boundaries. We have therefor examined the relation between the porosity and the grain boundaries with conductivity and in particular we have evaluated the thermal resistance of the grain boundaries in alumina, tin oxide and magnesia. Values in the range 0. 7 to 2. 2 10-8 m2. K. W-1 were obtained for the three materials. In order to eliminate the contribution of the pores on resistance, a correction is made by the effective medium percolation theory. This choice was guided by a study in computer simulation of the effect of the porous structure on conductivity. The last part presents an experiment of local measurement of thermal conductivity applied to single crystal fibers as well as polycrystalline ceramics.

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Informations

  • Détails : 140 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Ref. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
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  • Cote : 85 GRA
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