Nanostructuration : plus de finesse pour plus de dureté
Nanostructuring: more finesse for more hardness
Sylvie Le Floch et Thomas Gaudisson (équipe Energie), en collaboration avec des collègues de Paris et Limoges, ont publié un article intitulé "Transforming Nanocrystals into Superhard Boron Carbide Nanostructures" dans la revue ACS Nano. Cet article a fait l'objet d'une actualité de CNRS Chimie et CNRS Physique.
Sylvie Le Floch et Thomas Gaudisson (team Energy), with colleagues from Paris and Limoges, published an article entitled "Transforming Nanocrystals into Superhard Boron Carbide Nanostructures" in the journal ACS Nano. This article is the subject of a news item from CNRS Chimie and CNRS Physique.
Le carbure de bore est un matériau combinant dureté, légèreté, résistance aux hautes températures. Mais il supporte mal les chocs. Pour optimiser ses propriétés mécaniques, les auteurs ont tout d’abord dû développer une méthode de synthèse de poudre nanométrique de B4C (<10 nm). Il était ensuite indispensable de réussir à densifier cette poudre pour former une céramique, tout en conservant la taille nanométrique des grains. Ceci a pu être réalisé grâce à un dispositif original de frittage par «Spark Plasma Sintering» sous très hautes pressions, développé avec les services d’électronique et mécanique de l’ILM, breveté et financé par le programme de prématuration du CNRS. La céramique nanostructurée obtenue présente une dureté supérieure à la limite de super-dureté (> 40 GPa) et une résistance très élevée aux chocs. Ce matériau pourrait trouver des applications dans l'aérospatiale, les outils de coupe, les protections balistiques ou le nucléaire.
Boron carbide is a material that combines hardness, lightness and resistance to high temperatures. However, it does not withstand impacts well. To optimize its mechanical properties, the authors first had to develop a method for synthesizing nanometric B4C powder (<10 nm). It was then essential to densify this powder to form a ceramic, while maintaining the nanometric grain size. This was made possible by an original “Spark Plasma Sintering” device under very high pressures, developed with ILM's electronics and mechanics departments, patented and financed by the CNRS prematuration program. The nanostructured ceramic obtained has a hardness above the super-hardness limit (> 40 GPa) and very high impact resistance. This material could find applications in aerospace, cutting tools, ballistic protection or nuclear power.
