Nanocomposites nanotubes de carbonne-cuivre : élaboration des poudres, consolidation par Spark plasma sintering et études de propriétés

Cooper-carbon nanotubes nanocomposites : powders elaboration, consolidation by spark plasma sintering, studies of properties

• Auteur / Autrice : Christophe Guiderdoni
• Direction : Christophe Laurent, Claude Estournès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microstructure (physique)

Frittage (métallurgie)

Nanotubes

Mots clés libres

Nanotubes de carbone

Nanocomposites à matrice cuivre

Frittage flash (spark-plasma-sintering)

Propriétés mécaniques

Usure

Résumé

Le premier objectif était d'étudier la préparation des poudres composites NTC-Cu par deux méthodes différentes : la première consiste à synthétiser in situ des nanotubes de carbone (NTC) au sein de la matrice cuivre. Les conditions de synthèse, par combustion ou par décomposition d'oxalate conduisant à des mélanges d'oxyde de cuivre avec un oxyde de cobalt, nickel ou molybdène ont été déterminées. Leur réduction sélective sous un mélange gazeux H2-C2H4, pour former des poudres NTC-Cu a été étudiée. La seconde méthode est basée sur le mélange des NTC avec la poudre de cuivre. Pour cette seconde voie différents types de NTC ont été utilisés. L'influence de leurs caractéristiques (nombre de parois, teneurs en carbone,. . . ) sur les composites obtenus a été mise en évidence. Le deuxième objectif était d'étudier la consolidation et la densification par frittage flash (spark-plasma-sintering) des poudres nanocomposites NTC-Cu. Les propriétés mécaniques et l'usure des matériaux denses ont été mesurées.

The first objective was to study the preparation of carbon nanotubes (CNTs) - copper composite powders by two different methods: the first is to synthesize in situ the CNTs into the copper matrix. The synthesis conditions, by combustion or decomposition of the oxalate mixtures to obtain copper oxide with an oxide of cobalt, nickel or molybdenum were determined. Their selective reduction in a gas mixture H2-C2H4, to form Cu-CNT powders was studied. The second method is based on the mixture of CNTs with copper powder. For this second approach, different types of CNTs have been used. The influence of their characteristics (number of walls, carbon,. . . ) of the composites has been demonstrated. The second objective was to study the consolidation and densification by spark-plasma-sintering of Cu-CNT nanocomposites. The mechanical properties and wear of dense materials were measured.