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Frittage du nitrure de bore hexagonal et réactivité avec l'alumine.
Résumé
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Le nitrure de bore pur et bien cristallisé est difficilement densifiable, même par compression à chaud (densité atteinte 70% de la densité théorique). L'ajout d'anhydride borique permet d'augmenter de quelques pourcents ces densités. L'étude de la compression à chaud de BN avec d'autres céramiques se frittant bien, comme le nitrure d'aluminium et le diborure de titane, montre que ceux-ci apportent une bonne densification et une bonne cohésion à BN, bien qu'aucune interaction n’ait été décelée entre ces phases au cours du frittage. Par contre, l'alumine réagit avec le nitrure de bore suivant les réactions : αAl₂O₃+ 2BN → 2AlN + B₂O₃ ↗(1) et AlN + αAl₂O₃ → oxynitrures d’aluminium (2). Les oxynitrures formés sont ceux du système AlN - αAl₂O₃, en particulier l'oxynitrure d'aluminium spinelle γ (AlON). La connaissance de ces réactions est appliquée à la synthèse, par compression à chaud, de céramiques composites à matrice d'alumine contenant du nitrure de bore et/ou cet oxynitrure γ. D'après les essais mécaniques effectués sur ces composites, la présence d'une dispersion de nitrure de bore dans l’alumine améliore sa tenue aux chocs thermiques, mais la résistance à la rupture est assez faible. La présence d'oxynitrure γ dans ces matériaux n'apporte aucune amélioration de la résistance à la flexion. Par contre, les composites alumine-xynitrure γ dits: "ALUMINALON" synthétisés par frittage réaction de mélanges de nitrure d'aluminium et d'alumine ont une bonne résistance à la flexion et un facteur critique d'intensité de contrainte moyen à température ambiante, qui se maintiennent remarquablement même à 1400°C, contrairement à l'alumine. Ces propriétés, et la bonne résistance à l'oxydation de ces composites leur ouvrent des perspectives d'applications industrielles (filières, revêtements, moteurs thermiques, …)