Université Polytechnique des Hauts de France – LMCPA
Pierre LEFEUVRE a soutenu sa thèse de doctorat le 28 octobre 2021 à Maubeuge (France).
Cette thèse a été financée par le programme Interreg Tech2Fab.
Titre de la thèse :
Comparaison de techniques de frittage non-conventionnelles appliquées à la zircone et l’hydroxyapatite nanométriques.
Résumé :
L’amélioration de la compréhension des phénomènes de densification de poudres céramiques a conduit au développement de nouvelles technologies de frittage impliquant l’application d’une pression, d’un champ électrique ou de micro-ondes. Ces différentes techniques conduisent à des chemins de densification propres et à l’obtention de céramiques plus denses avec une microstructure plus fine. Une question se pose aujourd’hui à savoir si les différences de comportement observées entre ces techniques lors du dernier stade du frittage peuvent être attribuées à des variations microstructurales existant dès la formation des cols durant le premier stade. Cette étude a permis de mettre en évidence l’existence de chemins de densification différents entre le frittage naturel, assisté micro-ondes et assisté pression-champ électrique par le biais de l’estimation de l’énergie d’activation de densification et l’établissement des cartes de frittage pour une zircone quadratique stabilisée à Y2O3. Pour ces trois techniques, la caractérisation des cols entre particules à l’issue de la première étape du frittage d’échantillons en hydroxyapatite a montré que les différences microstructurales existent dès le début de la densification et sont conservées par la suite. Ce travail présente également une étude sur l’influence de la présence de vapeur d’eau sur la densification de poudres submicroniques d’hydroxyapatite sans ou avec application d’une pression uniaxiale. Cette dernière technique appelée Cold Sintering permet de densifier une poudre nanométrique à plus de 90% après un traitement à 250°C sous 350MPa tout en conservant la taille nanométrique des grains.
Mots-clés :
Microstructure, Étapes de frittage, Frittage micro-ondes, Frittage SPS, Frittage basse température, Zircone quadratique, hydroxyapatite.
