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2013-03-27 - Colloque/Présentation - communication orale - Français - 1 page(s)

Sciamanna Valérie , Nait-Ali Benoît, Gonon Maurice , "Caractérisation de matériaux céramiques macroporeux élaborés à partir de mousses et d'émulsions stables" in Journées Annuelles du Groupe Français de la Céramique (GFC13), Orléans, France, 2013

  • Codes CREF : Matériaux céramiques et poudres (DI2744)
  • Unités de recherche UMONS : Science des Matériaux (F502)
  • Instituts UMONS : Institut de Recherche en Science et Ingénierie des Matériaux (Matériaux)

Abstract(s) :

(Français) Ce travail consiste à caractériser des matériaux céramiques macroporeux élaborés à partir de mousses et d’émulsions stabilisées par des particules. Le protocole de préparation des mousses et émulsions est décrit dans la littérature par Gonzenbach et al. [1] et Akartuna et al. [2]. Il comporte trois étapes : 1) la préparation d’une suspension aqueuse de particules céramiques ; 2) l’ajout de molécules amphiphiles aux suspensions afin de modifier la surface des particules d’oxydes céramiques ; 3) l’incorporation de bulles d’air (mousse) ou d’huiles (émulsion) au sein de la suspension. Dans le cadre de cette étude, les mousses et émulsions sont obtenues à partir de suspensions aqueuses d’alumine, auxquelles de l’acide butyrique est ajouté. Le rôle de l’acide butyrique est de rendre les particules d’alumine suffisamment hydrophobes pour permettre leur adsorption à l’interface air/eau ou huile/eau. L’octane est utilisé pour la préparation des émulsions. Les bulles d’air et d’huile sont incorporées dans les suspensions par agitation mécanique. Après mise en forme et séchage, les mousses et émulsions sont frittées à 1585°C pendant deux heures. La microstructure des matériaux céramiques macroporeux ainsi élaborés est constituée de pores fermés, entourés par une paroi d’alumine (figures 1a et 1b). Elle est directement liée à la composition de la suspension initiale (teneurs en alumine et acide butyrique). Une relation a pu être établie entre la viscosité des suspensions et la microstructure des échantillons frittés. Figures 1a et 1b : microstructure d’un échantillon poreux obtenu à partir d’une mousse (suspension aqueuse à 40% vol. d’alumine, concentration en acide butyrique de 50 mmole/l) Les échantillons poreux étudiés présentent des taux de porosité de 25% à 80% et des tailles moyennes de pores entre 20 µm et 85 µm. Ces échantillons ont fait l’objet de caractérisations mécaniques. Des valeurs de résistance à la compression d’environ 26 MPa ont été obtenues pour des matériaux à 72% de porosité. Au même taux de porosité, la résistance à la traction indirecte, évaluée par essai brésilien, est d’environ 15 MPa. La conductivité thermique des échantillons poreux a été déterminée à partir de mesures de diffusivité thermique, réalisées à température ambiante par la méthode flash laser. La conductivité thermique de l’échantillon contenant le taux de porosité le plus élevé (80%) est de 3 W.m-1.K-1. Références [1] Gonzenbach U.T., Studart A.R., Tervoort E., Gauckler L.J., "Macroporous Ceramics from Particle-Stabilized Wet Foams", J. Am. Ceram. Soc., 90 [1], 2007, pp. 16-22 [2] Akartuna I., Studart A.R., Tervoort E., Gauckler L.J., "Macroporous Ceramics from Particle-Stabilized Emulsions", Advanced Materials, 20, 2008, pp. 4714-4718