Elaboration, comportement et caractérisation des céramiques

Connaissances générales sur les céramiques (3CM/1TD)

• Classes de matériaux céramiques. Propriétés. Matières premières (planification d'extraction durable).
• Elaboration de céramiques (voie solide/humide), mise en œuvre, pressage, liantage, frittage conventionnel.

Propriétés : Non-stœchiométrie et défauts (2CM/3TD)

• Défauts cristallins et cristal réel. Relations entre structure, morphologie des cristaux.

   

  • Chimie des défauts : défauts ponctuels, linéaires, notation de Kröger et Vink, dislocations.
  • Relation structure, défauts et propriétés des matériaux (conductivité électrique, conductivité ionique, diffusion)
  • Non-stœchiométrie et applications : sonde à oxygène, pile à combustible,…

  Caractérisations structurales et microstructurales (2CM/3TD)

  • Rappels de Diffraction des rayons X classique. Montage en incidence fixe et rasante.
  • Notions d'analyse quantitative d'un mélange de phases cristallisées.
  • Détermination des paramètres de maille. Notions sur l'élargissement des profils des raies de diffraction et sur ses utilisations (contraintes, distorsions, dimensions moyennes, …), diagrammes de Williamson et Hall.
  • Principe de la microscopie électronique en vue d’étudier la morphologie des poudres et densifiés céramiques.

  Travaux pratiques :

  • Non-stœchiométrie, défauts ponctuels, mesure de pression partielle d’oxygène.
  • Mini – Projet Encadré (12h) : Elaboration d'un oxyde céramique pulvérulent par deux voies de synthèse. Mise en forme et frittage. Caractérisations : granulométrie, mesures de masse volumique par poussée d’Archimède et pycnométrie hélium. Caractérisations MEB-EDX et analyses par DRX (reconnaissance de phases, paramètres de maille, analyse Williamson et Hall sur poudre et fritté).

• Maitriser les connaissances générales sur les céramiques.
• Mobiliser les connaissances pour concevoir un objet.
• Maitriser des techniques de caractérisation (DRX, MEB, Granulométrie,…).

• Chimie Minérale, thermodynamique.
• Diagrammes de phases, cristallographie.