Elaboration et caractérisation des poudres de zircone
par Mohamed Taha
Thèse de doctorat en Génie des matériaux
Sous la direction de Jeanine Paletto.
Soutenue en 1993
à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne) , en partenariat avec GEMPPM - Groupe d’Etudes de Métallurgie Physique et de Physique des Matériaux (Lyon, INSA) (laboratoire) .
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Résumé
Actuellement, l'essor industriel des céramiques est remarquable. Elles présentent de bonnes propriétés mécaniques : résistance à l'usure, à la corrosion. Lune stabilité chimique irréprochable, et une meilleure réfractairité d'où leurs applications en remplacement des métaux dans des conditions de service sévères. La zircone est l'une des céramiques les plus étudiée, ses domaines d'application sont diverses : industrie automobile, technologies de coupe, biomédical,. . . Etc. Cependant, ces applications sont limitées par sa fragilité. La variété de zircone la plus intéressante est la famille des T. Z. P, elles présentent des performances élevées, la résistance à la rupture est de 1000 MPa et la ténacité à la rupture est supérieure à 10 MPa m1/2. Pour cela, depuis de nombreuses années plusieurs laboratoires travaillent à l'élaboration de ces poudres afin de les améliorer. Nous avons étudié des poudres élaborées par différents. Procédés. Elles sont préparées aux laboratoires : Sciences des matériaux de l’École Polytechnique de Turin, Chimie minérale III de l'Université Claude Bernard Lyon 1 et Génie des procédés de l’École des Mines de St Étienne. Dans un premier volet de ce travail, on a effectué une comparaison entre ces poudres et une zircone commercialisée par Tosoh. La comparaison porte sur leurs aptitudes à la compaction et au frittage. Le deuxième volet concerne notre contribution à l'amélioration du procédé de synthèse d'une poudre préparée à partir d'acétates. Les propriétés mécaniques des pièces céramiques produites à partir des différentes poudres sont étudiées.
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Titre traduit
= Elaboration and Characterization of Zirconia Powders
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Résumé
Ceramics are known to have interesting properties such as resistance to wear and to corrosion. They also have a remarkable chemical stability, and are known to be good refractory materials. Th us, their industrial use spreads more and more. Zirconia is the must large! y used in car Industry, cutting technology and even as biomaterial. However, its field of application is limited because of its brittleness. The tetragonal zirconia polycristals (T Z P) are the most interesting zirconia ceramics, because of their exceptional mechanical properties : their bending strength reaches 1000 MPa, toughness exceeds 10 MPa m1/2. A joint program has been established [laboratory of material science of the Polytechnic Institute of Torino (Ital y), Chemical process laboratory of Mining School of St Etienne (France), Mineral chemistry laboratory n° III of Claude Bernard University Lyon (France)], in order to improve the synthesis process used to produce T Z P powders. The compaction and sintering behaviour of T Z P powders of different origins was studied, and compared to the compaction and sintering ability of commercial zirconia powder (Tosoh- Japan). We have also tried to optimize the synthesis process of zirconia prepared from acetate solutions in order to obtain better mechanical properties.
