Etude des céramiques monolithiques et laminaires à base de Ce-TZP
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The aim of this study was to develop the manufacturing process of the Ce-TZP based laminated composites: It concerns the use of the laminar concept to increase the reliability of ceramics. We begun by developing the processes of the elaboration of the monolithic materials allowing obtaining materials, in particular Ce-10%Mol TZP, with the highest possible characteristics. This material is then characterized mechanically in order to provide us a base for the comprehension of more complex the systems that form the multi-layer ones. The monolithic and the laminar materials based on Ce-TZP are elaborated by the technique of sequential slip casting by pressure filtration. The laminar composites consist of alternative layers of Ce-TZP and mixture of Ce-TZP 1 Ab03 according to the sequence Ce-TZP /Ce-TZP + Al203 /Ce-TZP / Ce-TZP + Al203 /. . . . . . . . . . . . . . . . /Ce-TZP. The evolution of the architecture of the laminar materials is obtained by the use of various techniques of elaboration (pressure filtration, tape casting and dip-coating). The thickness of the intercalated layers obtained by filtration is about 250 μm, in the range of 50-250 μm with tape casting and about one micron in the case of dip-coating. The laminar concept brings a consequent profit in term of reliability in our multi-layer materials based on Ce-TZP. In this case the reinforcement is due to two mechanisms: the phase transformation and the delamination.
Abstract FR:
Le but du sujet est de développer le procédé d'élaboration de composites laminaires à base de Ce-TZP: il s'agit d'utiliser le concept laminaire pour accroître la fiabilité des céramiques. Nous avons commencé par la mise au point des procédés d'élaboration des matériaux monolithiques- permettant d'obtenir des matériaux, en particulier Ce-10 %Mol TZP, avec les caractéristiques les plus élevées possibles. Ce matériau est ensuite caractérisé sur le plan mécanique afin de nous fournir une base pour la compréhension des systèmes plus complexes que forment les multicouches. Les matériaux monolithiques et laminaires à base de Ce-TZP sont élaborés par la technique de coulage séquentiel en barbotine par filtration sous pression. Les composites laminaires sont constitués de couches alternées de Ce-TZP et d'un mélange de Ce-TZP/Alz03 selon la séquence Ce-TZP /Ce-TZP + Al203 /Ce-TZP / Ce-TZP + Al203 /. . . . . . . . . . . . . . . . /Ce-TZP. L'évolution de l'architecture des laminaires est obtenue par l'utilisation de différentes techniques d'élaboration (filtration sous pression, coulage en bande et dépôt sol gel). L'épaisseur des couches intercalaires élaborées par filtration est de l'ordre de 250 μm. Dans la gamme de 50- 250 μm par coulage en bande et de l'ordre du micron par dépôt sol gel. Le concept laminaire apporte un gain conséquent en termes de fiabilité dans nos matériaux multicouches à base de Ce-TZP. Dans ce cas le renforcement est dû essentiellement à deux mécanismes: la transformation de phase et la délamination.