Liaisons solides par frittage thermique
Mise en forme des solides - Aspects théoriques

1 - Caractéristiques des particules

• 1.1 - Granulométrie
• 1.2 - Morphologie
• 1.3 - Porosité d’une particule, d’un agglomérat ou d’un lit
• 1.4 - Surface spécifique
• 1.5 - Caractéristiques mécaniques
• 1.6 - Caractéristiques électrostatiques

2 - Caractéristiques des agglomérats

• 2.1 - Masse volumique des particules, des agglomérats et des lits
• 2.2 - Solidité des agglomérats
• 2.3 - Autres propriétés

3 - Caractéristiques des lits de particules ou d’agglomérats

• 3.1 - Coulabilité
  Figure 1 - Composantes du vecteur des contraintes en un point du solide Figure 2 - Courbe de rupture par cisaillement d’une poudre Figure 3 - Courbe de rupture par cisaillement d’une poudre à écoulement libre Figure 4 - Courbe de rupture par cisaillement d’une poudre cohésive Figure 5 - Cellule de cisaillement de Jenike utilisée pour la mesure de la cohésion d’une poudre Figure 6 - Représentation du lieu d’écoulement sous forme d’une droite (cas particulier) ou d’une courbe (cas général) Figure 7 - Fonction d’écoulement de différents types de poudre Figure 8 - Coulabilité d’une poudre définie par son indice de coulabilité Figure 9 - Test de tassement Figure 10 - Dispositif de mesure de l’angle de talus de hauteur fixe par versement en chute libre ici1s Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3
• 3.2 - Propriétés des vides interparticulaires
  Figure 11 - Comblement incomplet des pores curvilignes par les fines Figure 12 - Variation de la masse volumique apparente du compact en fonction de la pression de consolidation Figure 13 - Perte de pression d’un écoulement de fluide à travers un lit de particules Figure 14 - Équilibre du ménisque observé à l’interface Figure 15 - Ascension capillaire d’un liquide mouillant contenu dans un pore
• 3.3 - Fluidisabilité selon Geldart
• 3.4 - Propriétés intervenant dans le stockage
  Figure 16 - Classement des poudres d’après Geldart (1972) Figure 17 - Courbe de rupture par cisaillement d’une poudre sur une paroi

4 - Modes de liaison des particules

• 4.1 - Forces de Van der Waals
• 4.2 - Forces électrostatiques
  Figure 18 - Liaisons de particules dans un agglomérat Tableau 4
• 4.3 - Liaisons liquides mobiles
  Figure 19 - Importance relative des différentes forces de liaison interparticulaires Figure 20 - Liaison liquide mobile pendulaire entre deux particules Tableau 5
• 4.4 - Liaisons liquides immobiles
  Figure 21 - Évolution de la dépression capillaire en fonction du volume de liquide contenu dans les vides interparticulaires
• 4.5 - Liaisons solides
  Figure 22 - Différents modes de rupture d’un agglomérat de particules au sein d’un liant

5 - Liaisons solides par frittage thermique

• 5.1 - Description du retrait
  Figure 23 - Évolution du retrait d’un agglomérat en fonction de la température
• 5.2 - Mécanismes du transport de matière entre particules
• 5.3 - Début du frittage : croissance des « cols »
  Figure 24 - Migration des lacunes au cours du frittage Figure 25 - Transport de matière par évaporation-condensation au cours du frittage Figure 26 - Croissance des cols sans changement de dimension au début du frittage Figure 27 - Croissance des cols par évaporation-condensation Figure 28 - Croissance des cols par migration des lacunes
• 5.4 - Fin de frittage : disparition de la porosité
  Figure 29 - Croissance des cols avec changement de dimension en cours de frittage Figure 30 - Densification par diffusion au sein du volume du solide ou entre grains Figure 31 - Densification par microfluage Figure 32 - Densification sous l’effet de la tension interfaciale aux cols
• 5.5 - Croissance des grains
  Figure 33 - Cinétique de la densification de l’agglomérat Figure 34 - Croissance linéaire de la masse volumique avec le temps Figure 35 - Densification par migration des atomes dans les pores et des lacunes vers la surface Figure 36 - Annihilation mutuelle des lacunes et des dislocations « coins » Figure 37 - Annihilation des lacunes par les joints de grain Figure 38 - Forme d’équilibre de la frontière entre trois grains et courbure des interfaces granulaires qui en résulte
• 5.6 - Accélération du frittage
  Figure 39 - Disparition des petits grains Figure 40 - Fissuration intergranulaire en fin de frittage Figure 41 - Immobilisation des joints de grain par des ajouts insolubles Figure 42 - Retrait du mélange de deux matières non miscibles A et B Figure 43 - Retrait du mélange de deux matières miscibles A et B Figure 44 - Interdiffusion d’atomes de même mobilité Figure 45 - Interdiffusion d’atomes de mobilités très différentes (celle de A  celle de B)

6 - Lubrifiants

• 6.1 - Exemples de lubrifiants
• 6.2 - Lubrifiants internes
  Figure 46 - Anisotropie résultant d’une compression uniaxiale Tableau 6
• 6.3 - Lubrifiants externes
• 6.4 - Aide au choix

7 - Liants

• 7.1 - Liants filmogènes non réactifs
• 7.2 - Liants filmogènes réactifs
• 7.3 - Liants épais non réactifs
• 7.4 - Liants épais réactifs
• 7.5 - Liants réactifs avec les particules
• 7.6 - Typologie des liants
• 7.7 - Critères de choix des liants
• 7.8 - Mise en œuvre des liants
• 7.9 - Conclusion

8 - Mécanismes de la croissance par voie humide

• 8.1 - Analyse du phénomène
• 8.2 - Quantité de liant à utiliser
  Figure 47 - Régime capillaire : demande en liant pour différentes tailles d’agglomérat Tableau 7 Tableau 8
• 8.3 - Description des mécanismes de croissance
  Figure 48 - Effet de la tension interfaciale sur la nucléation Figure 49 - Mécanisme de la coalescence
• 8.4 - Taille finale des agglomérats
• 8.5 - Vitesse de croissance