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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 32/6 - 2007  - pp.605-614  - doi:10.3166/acsm.32.605-614
TITRE
Élaboration et Caractérisation microstructurale d’'un composite à dispersoïdes mullite-zircone obtenu par frittage réactif

TITLE
Elaboration and microstructural characterization of a mullite-zirconia composite obtained by reaction sintering

RÉSUMÉ

L'’incorporation de particules de zircone (ZrO2) dans une matrice mullitique (3Al2O3.2SiO2) induit un renforcement notable. Ce dernier résulte de la transformation de phase de la zircone (t ↔ m). Dans ce travail, nous avons élaboré par frittage-réaction un composite mullite-zircone à partir d'’un mélange stoechiométrique de poudres d'’alumine monohydratée (Boehmite AlOOH) et de zircon (ZrSiO4). Les réactions et transformations de phase lors du frittage des poudres ont été étudiées par dilatométrie, ATD-ATG, DRX et MEB. Les courbes dilatométriques et d'’analyse thermique différentielle montrent qu'’il existe plusieurs transformations microstructurales dans ces mélanges. D'’après les données de diffraction des rayons X, nous avons mis en évidence la décomposition du zircon (en zircone et silice) et la formation du composite mullite-zircone, par frittage-réaction (avec la boehmite) à partir de 1 450°C. D'’autre part, l’'étude micrographique des échantillons préparés a montré la présence de particules fines de zircone de formes arrondies dispersées dans la matrice mullitique.



ABSTRACT

A significant toughening could be obtained by incorporating zirconia (ZrO2) particles in a mullite matrix (3Al2O3.2SiO2). The mechanism involved in the toughening of mullite composites by zirconia addition is a stress-induced structural transformation of zirconia (tetragonal to monoclinic). In this work, we elaborated by reaction sintering a mullite-zirconia composite from a stoichiometric powder mixture of monohydrated alumina (Boehmite AlOOH) and zircon (ZrSiO4). Reactions and phase transformations during the powder sintering were studied by dilatometry, DTA-TGA, XRD and SEM. The dilatometric curves and differential thermal analysis showed several microstructure transformations in these mixtures. From the X-ray diffractograms, we put in evidence the zircon decomposition (into zirconia and silica) and the mullite-zirconia composite formation, by reaction sintering (with the boehmite), starting from a temperature of 1450°C. The micrographic observations of the samples showed also a presence of dispersed fine zirconia particles of rounded shape in the mullite matrix.



AUTEUR(S)
Hocine BELHOUCHET, Mohamed HAMIDOUCHE, Noureddine BOUAOUADJA, Vincent GARNIER, Gilbert FANTOZZI

Reçu le 30 avril 2007.    Accepté le 30 juillet 2007.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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