Céramique eutectique d’architecture microstructurale contrôlée

Eutectic ceramic with controlled microstructural architecture

 


La morphologie des céramiques eutectiques ternaire (Al2O3-YAG-ZrO2) obtenus par solidification dirigée se forme à partir de la croissance simultanés et coopérative de trois phases à partir d’un bain liquide. A travers un vaste travail expérimental, les auteurs ont montré que le mécanisme de formation de la microstructure eutectique dépend de la composition et de la géométrie de l’interface de cristallisation, qui dépend de la vitesse de solidification. La cristallisation à des vitesses de tirage ≥ 1.75mm/min provoque une déstabilisation du front de cristallisation et modification de la cinétique de solidification. Pour que la microstructure du matériau s’adapte à cette perturbation, une nouvelle direction cristallographique apparaît correspondant à l'axe c(0001) du saphir. En revanche, la forme de l'interface de cristallisation est en concurrence avec l'anisotropie de croissance afin de stabiliser les directions cristallographiques optimales. Ce résultat est très prometteur pour la valorisation de ces matériaux dans le domaine de l’aéronautique.
The morphology of ternary eutectic ceramics (Al2O3-YAG-ZrO2) obtained by directional solidification is formed from the simultaneous and cooperative growth of three phases from a liquid batch. Through extensive experimental work, the authors have shown that the mechanism of formation of the eutectic microstructure depends on the composition and geometry of the crystallization interface, which depends on the rate of solidification. Crystallization at pulling rates ≥ 1.75 mm/min causes a destabilization of the crystallization front and modification of the solidification kinetics. In order for the microstructure material to adapt to this disturbance, a new crystallographic direction appears corresponding to the c (0001) axis of the sapphire. In contrast, the shape of the crystallization interface competes with the growth anisotropy in order to stabilize the optimal crystallographic directions. This result is very promising for the valorization of these materials in the aeronautical field.
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