Etude de composites à base de nanotubes de carbone par la radiométrie photothermique infrarouge

par Michaël Depriester

Thèse de doctorat en Physique. Sciences des matériaux

Sous la direction de Abdelhak Hadj Sahraoui.

Soutenue en 2007

à Littoral .


  • Résumé

    Ce travail concerne l'étude des paramètres thermiques et électriques de matériaux composites. Nous avons développé différentes procédures autour de la radiométrie photothermique infrarouge qui permettent de mesurer avec précision l'ensemble des paramètres thermiques de tout type de matériau solide quelque soit sa nature. Ces procédures ont été développées à partir de l'expression de la température de surface de l'échantillon analysé. Elles permettent la détermination des paramètres thermiques de manière analytique sans recourir à une procédure d'ajustement numérique. Pour chacune des procédures propose��es, une étude théorique a permis d'évaluer la précision sur la détermination des paramètres thermiques en fonction des différents paramètres expérimentaux. La sensibilité du signal aux paramètres thermiques a également été étudiée. Les méthodologies mises au point permettent d'étudier le comportement thermique à une température donnée ou en fonction de la température. Une partie de ce travail a porté sur la validation expérimentale de ces procédures par la mesure des paramètres thermique de divers échantillons : un carbone vitreux, un tantalate de lithium, une céramique PZT. L'évolution des paramètres thermiques de certains de ces échantillons a également été étudiée en fonction de la température. La dernière partie de ce travail a été consacrée à étudier le comportement thermique et électrique de composites à base de nanotubes de carbone. Après avoir passé en revue les caractéristiques physiques des nanotubes et de leurs applications, nous avons étudié l'évolution des paramètres thermiques de composites KBr/ nanotubes de carbone en fonction de leur concentration en nanotubes de carbone. La conductivité électrique de ces composites a été étudiée à l'aide de la méthode des 4 points et comparée au comportement thermique. Bien qu'une percolation électrique soit observée, aucune percolation thermique n'est à relever. Différentes hypothèses ont été formulées afin d'expliquer ce comportement. Plusieurs modèles disponibles dans la littérature ont été utilisés afin de modéliser et de comprendre les comportements électrique et thermique de ces composites.

  • Titre traduit

    Study of carbon nanotubes based composites using photothermal radiometry


  • Résumé

    This work relates to the study of the thermal and electrical parameters of composites materials. We have developed various procedures around the infrared radiometry which make it possible to measure with precision all thermal parameters of any type of solids materials. These procedures were developed starting from the expression of the surface temperature of the analyzed sample. They allow the determination of the thermal parameters in an analytical way without resorting to a procedure of numerical adjustment. For each procedure suggested, a theoretical study evaluate the precision on the determination of the thermal parameters function of the various experimental parameters. The sensitivity of the signal to the thermal parameters was also studied. The methodologies developped make it possible to study the thermal behavior at a given temperature or according to the temperature. Part of this work is devoted to the experimental validation of these procedures by the measurement of the thermal parameters of various samples : vitreous carbon, lithium tantalate, PZT ceramic. The evolution of the thermal parameters of some of these samples was also studied according to the temperature. The last part of this work was devoted to study the thermal and electrical behavior of carbon nanotubes based composites. After having reviewed the physical characteristics of the nanotubes and their applications, we have studied the evolution of the thermal parameters of KBr/carbon nanotubes composites according to their concentration in carbon nanotubes. The electrical conductivity of these composites was studied using the four points prob method and was compared with the thermal behavior. Although an electrical percolation is observed, no thermal percolation is noted. Various assumptions were formulated in order to explain this behavior. Several models available in the literature were used in order to model and to understand the electrical and thermal behavior of these composites.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (154 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 140-149.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université du Littoral-Côte d'Opale (Dunkerque, Nord). Bibliothèque. Section Lettres, sciences humaines et sociales.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Université du Littoral-Côte d'Opale (Dunkerque, Nord). Bibliothèque. Section Lettres, sciences humaines et sociales.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.