Élaboration d'une matrice aluminosilicate de baryum pour la réalisation d'un composite de type oxyde/oxyde

Abstract

Ces travaux de thèse portent d’une part sur l’élaboration maitrisée d’une matrice, l’aluminosilicate de baryum ou BaAl2Si2O8 (BAS), et d’autre part sur le renforcement de cette matrice par des fibres continues d’alumine. Afin que le matériau soit exploitable pour des applications à haute température, la forme hexagonale du BAS (métastable depuis la température ambiante jusqu’à 1590 °C et stable de 1590 °C à 1750 °C) doit être utilisée. Dans un premier temps, l’étude porte sur l’élaboration du BAS hexagonal pur. Une compréhension des mécanismes réactionnels mis en jeu lors du frittage réactionnel en voie totalement solide du BAS a été recherchée. Puis, l’élaboration de l’hexacelsian à l’aide de quatre technologies de frittage (SPS (Spark Plasma Sintering), UFPS (Ultra Fast Pressureless Sintering), HP (Hot Pressing) et four conventionnel) a été étudiée. Ceci permettant de faire varier deux paramètres : les vitesses de montée en température, la présence d’une pression appliquée ou non lors du traitement thermique et la nature de l'atmosphère. Une comparaison entre ces quatre techniques pour le frittage du BAS a également été réalisée vis-à-vis des produits obtenus. Dans un second temps, les frittages du BAS hexagonal monolithique et du composite BAS/alumine sont étudiés. pour cela, deux voies de frittage ont été réalisées : le frittage conventionnel et le frittage réactif. Le premier nécessite la fabrication préalable de poudre de BAS héxagonal tandis que le second est réalisé à partir de poudres précurseurs. Les quatre technologies de frittage ont également été utilisées pour cette étude afin d'en dégager une voie d'obtention du monolithe et du composte.