Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Caractérisation du compact massif et de ses constituants
3. OXYDATION DE L’ALON ’
Cette partie a pour objectif d’analyser l’oxydation de l’AlON ’. Nous proposons de montrer
l’influence du verre sur l’oxydation de cet aluminalon.
3.1. Réaction et produits de la réaction
Pour caractériser la réaction d’oxydation et les produits résultant de l’oxydation de l’AlON, nous
avons étudié l’évolution de grains (F220, d 50 =78 µm) traités thermiquement à des températures
comprises entre 1000 et 1400°C sous air.
3.1.1. Evolution des phases avec la température d’oxydation
Le Tableau 3-7 regroupe les phases cristallines observées par diffraction des RX en fonction de la
température d’oxydation. La proportion de phases est indiquée de manière qualitative. La phase
cristallographique de départ est l’aluminalon ’. A 1000°C, une phase intermédiaire commence à
apparaître : l’alumine ’. A 1100°C, l’alumine apparaît. L’augmentation de la température conduit à
la disparition de la phase ’ au détriment de ’ et de l’alumine . A partir de 1300°C, seule
l’alumine est présente ; l’AlON ’ semble totalement oxydé.
Température (°C)
Phases observées
AlON
’-AlON
1000 ’-AlON majoritaire + ’-Al 2 O 3 faible
1100 ’-AlON moyen + ’-Al 2 O 3 moyen + -Al 2 O 3 faible
1200 -Al 2 O 3 majoritaire +’ faible
1300 -Al 2 0 3
1400 -Al 2 0 3
Tableau 3-7 : Phases cristallographique observées en fonction de la température de traitement thermique
Les études sur l’oxydation de l’AlON ont montré un comportement similaire concernant la
réaction d’oxydation. Elles ont montré l’apparition de cette phase ’ (p.35). Rappelons que Goursat et
al.[40] se sont particulièrement intéressés à cette phase intermédiaire et qu’ils ont conclu qu’elle était
fortement lacunaire du fait de sa faible densité.
En parallèle de l’évolution des produits de réaction, nous avons étudié l’influence de la
température d’oxydation sur la densité de nos poudres. Cette mesure de densité est réalisée par
pycnomètrie hélium et par conséquent tient compte de la porosité ouverte. La Figure 3-24 montre cette
évolution. La densité diminue avec l’augmentation de la température d’oxydation. Dès 1000°C, la
densité de l’AlON diminue légèrement ; la densité de départ étant 3,65. Au fur et à mesure que le
degré d’oxydation augmente, la densité diminue. D’après la Figure 3-24, entre 1300 et 1400°C, la
densité diminue alors que la phase cristallographique ne semble plus évoluer. Ce résultat peut
s’expliquer par le fait que la profondeur de pénétration des RX est d’environ 20 µm, dans nos
conditions de mesure, alors que le diamètre de nos grains est de 60 µm. A 1300°C, le cœur du grain est
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
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© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés