Réarrangement des grains au cours du frittage d'une poudre agglomérée

Laboratoire de Céramiques Nouvelles, 123 Av. A. Thomas, 87060 Limoges Cedex France

Résumé

Cette étude se propose de clarifier la compréhension de l'étape de réarrangement lors du frittage d'une poudre agglomérée. Dans un premier temps le réarrangement au sein d'une poudre non agglomérée est envisagé. Dans un second temps la porosité bimodale d'une poudre agglomérée est décrite à l'aide des densités inter et intraaglomérats. Les paramètres ainsi définis permettent de distinguer différents types de glissements des grains : dans un premier cas le glissement provoque le retrait de l'agglomérat, dans un deuxième le glissement conduit à sa déformation. Un organigramme cinétique tenant compte du déplacement des agglomérats et de leurs déformations est proposé. Différents régimes cinétiques sont alors envisagés suivant l'étape qui régule le processus global. Dans chaque cas l'évolution de la densité moyenne et des porosités inter ou intraaglomérats sont étudiées en fonction du temps. Les résultats expérimentaux obtenus à partir d'études menées sur la compressibilité et le frittage du nitrure d'aluminium aggloméré confirment l'analyse théorique.

Abstract

The main purpose of this work is to clarify the comprehension of the rearrangement step in an agglomerated powder. First we study the rearrangement process in a deagglomerated powder. Then, in the second part, the bimodal porosity of an agglomerated powder is described by means of the inter- and intraagglomerate densities. These parameters are useful for the description of two different grain slidings : slidings induce agglomerate deformation in the first case, and agglomerate shrinkage in the second. Taking into account the displacement and deformation of the agglomerates a kinetical chart is proposed. From this approach different kinetic regimes have been derived, each resulting in a rate-determining process. The evolutions of the mean relative density, inter- and intraagglomerate porosities versus time are studied. The experimental results obtained from compressibility and sintering studies on an aluminium nitride powder support the theoretical approach.