Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les pyrocarbones sont des carbones denses de structure proche de celle du graphite, formée d'un empilement de feuillets graphéniques contenant des défauts 2D, 1D et ponctuels. Ils sont généralement produits à partir de la phase gazeuse, par dépôt chimique. En conséquence, ils ont une nanotexture variable. Dans cet article, les principaux moyens d'élaboration, de caractérisation et de classification structurale et texturale des pyrocarbones sont abordés, ainsi que la relation avec leurs propriétés, qui les amènent à être utilisés dans de nombreuses applications de haute technologie.
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Pyrocarbons are dense carbons with structures close to graphite, i.e. formed by a stacking of graphene layers containing 2D, 1D or point defects. They are prepared by a gas-phase route such as chemical vapor deposition, and so have a variable nanotexture. This article describes their processing and characterization techniques, and their structural and textural classification, in relation with their properties, which make them useful in numerous high-tech applications.
Auteur(s)
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Gérard L. VIGNOLES : Professeur - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), Université de Bordeaux, France
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Patrick WEISBECKER : Ingénieur de recherche - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
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Jean-Marc LEYSSALE : Chargé de recherche - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
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Stéphane JOUANNIGOT : Ingénieur d’études - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
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Georges CHOLLON : Chargé de recherche - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
INTRODUCTION
les pyrocarbones sont des carbones denses de structure proche de celle du graphite, formée d’un empilement de feuillets graphéniques contenant des défauts 2D, 1D et ponctuels. Ils sont généralement produits à partir de la phase gazeuse, par dépôt chimique. En conséquence, ils ont une nanotexture variable.
Dans cet article, les principaux moyens d’élaboration, de caractérisation et de classification structurale et texturale des pyrocarbones sont abordés, ainsi que la relation avec leurs propriétés, qui les amènent à être utilisés dans de nombreuses applications de haute technologie.
pyrocarbons are dense carbons the structure of which is close to graphite, i.e. formed by a stacking of graphenic layers containing 2D, 1D or point defects. They are prepared by a gas-phase route like chemical vapor deposition ; accordingly, they have a variable nanotexture. This article describes the processing and characterization techniques, their structural and textural classification, in relation with their properties, which lead them to be used in numerous high-tech applications.
caractérisation de matériaux ; matériaux carbonés ; aérospatial, énergie.
Materials characterization ; carbon-based materials ; Aerospace, energy.
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KEYWORDS
materials characterization | carbon-based materials
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Introduction9. Glossaire – définitions
CVD/DCPV ; Chemical Vapor Deposition/dépôt chimique à partir de la phase vapeur.
Procédé permettant de fabriquer des solides par réaction gaz-solide à partir d’un gaz précurseur et d’un substrat solide à température suffisamment élevée. Parmi les nombreuses variantes de la CVD on trouve :
-
PECVD : Plasma-Enhanced CVD ; la phase gaz est remplacée par une phase plasma, ce qui permet de baisser fortement la température de travail ;
-
LCVD : Laser-CVD ; l’apport énergétique est localisé grâce au laser, ce qui permet de localiser les dépôts et faire par exemple du prototypage rapide (impression 3D) ;
-
FBCVD : Fluidized-Bed CVD ; on travaille en lit fluidisé : le substrat est une poudre, dont l’agitation par circulation, de gaz permet d’éviter l’agglomération ;
-
CVI : Chemical Vapor Infiltration ; le substrat est poreux, et le dépôt se fait en profondeur dans cet espace poral ;
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ICVI : Isothermal-Isobaric CVI ; variant isotherme-isobare de ce procédé ; la pression et la température sont basses pour favoriser l’infiltration à cœur du milieu poreux ;
-
TG-CVI : Thermal-Gradient CVI ; variante faisant intervenir un gradient de température pour favoriser le dépôt à cœur, cela peut être obtenu par chauffage aux micro-ondes (MW-CVI) ou induction radiofréquence (RF-CVI).
Graphitisation
Traitement thermique entre 1 600 °C et 3 000 °C des carbones permettant leur transformation quasi-complète en graphite.
Turbostratisme
Orientation désordonnée des plans graphéniques, ceux-ci restant à peu près parallèles entre eux.
HAP/PAH ; hydrocarbures aromatiques polycycliques/Polycyclic Aromatic Hydrocarbons.
Molécules comprenant plusieurs cycles aromatiques, en général assez plates, précurseurs possibles pour les carbones.
USB/BSU ; unités structurales de base/Basic Structural Units.
Domaines localement cristallisés dans un carbone dense.
MOLP/PLOM ; microscopie optique en lumière polarisée/Polarized Light Optical Microscopy.
DRX/XRD ; diffraction des rayons X/X-Ray Diffraction.
SAED/DEAS ; Selected Angle...
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Glossaire – définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TOMBREL (F.), RAPPENEAU (J.) - Préparation et structure des pyrocarbones - Chap. XXV : pp. 783-836 in Les Carbones, Adolphe Pacault (éd.), Masson (1965).
-
(2) - OBERLIN (A.) - Pyrocarbons - Carbon40 (1) 7-24 (2002).
-
(3) - BOURRAT (X.), VALLEROT (J.-M.), LANGLAIS (F.), VIGNOLES (G.L.) - La croissance des pyrocarbones - L’Actualité Chimique n° 295-296, 57-61 (2006).
-
(4) - OBERLIN (A.) - Carbonization and graphitization - Carbon22 (6) 521-541 (1984).
-
(5) - PIERSON (H.O.) - Handbook of Chemical Vapor Deposition : Principles - Technology and Applications, 2nd Édition, Noyes/William Andrew (Elsevier), ISBN : 978-0-8155-1432-9 (1999).
-
(6) - DELHAÈS (P.) - Chemical vapor deposition and infiltration processes of carbon materials - Carbon40...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
[W1 :WAD11-web] WADE Mark (17 November 2011)
http://www.astronautix.com/engines/rl10b2.htm (consultée le 16 Mai 2014)
[W2 :HER14-web] Sté HERAKLES
http://www.herakles.com/espace/
[W3 :MER14-web] Sté MERSEN,
http://www.mersen.com/produits/solutions-et-materiaux-avances-pour-hautes-temperatures/produits-en-composite-carbone-carbone.html (consultée le 16 Mai 2014)
[W4 :PyroMaN] Projet PyroMaN,
[W5 :PyC]
HAUT DE PAGE
Colloque : Colloque Annuel du Groupe Francophone d’Étude des Carbones (GFEC), a lieu tous les ans
Congrès : Annual World Congress of Carbon, a lieu tous les ans (1 an sur 3 en Europe).
...
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