D4 Analyse thermique et dilatométrie

Topique

Le suivi du retrait, de la dilatation thermique et des transformations de phase d'une céramique en fonction de la température – objectif de ce modèle – repose sur deux techniques distinctes. Chaque technique analysant un aspect différent de cette même variation de température, elles permettent, ensemble, de couvrir à la fois les variations dimensionnelles de la céramique et ses transformations de phase internes.

La dilatométrie permet de suivre expérimentalement les variations dimensionnelles de la céramique en fonction de la température : sa dilatation thermique, caractérisée par la dilatation thermique linéaire déjà établie dans le modèle d'analyse thermique des métaux, et le retrait qu'elle subit lors du frittage. La dilatométrie enregistrant en temps réel la contraction ou la dilatation de la pièce en fonction de la température, ce retrait pendant le frittage est suivi expérimentalement étape par étape.

L'analyse thermique différentielle, quant à elle, analyse un autre aspect de cette même variation en fonction de la température : elle détecte les transformations de phase qui se produisent dans la céramique grâce à l'enthalpie de transformation, déjà établie dans le modèle d'analyse thermique des métaux, et obtenue par intégration du pic correspondant à cette transformation sur la courbe thermique. Si la transformation de phase absorbe ou libère davantage d'énergie, l'aire de ce pic – et donc l'enthalpie de transformation mesurée – est plus grande ; si elle absorbe ou libère moins d'énergie, le pic, et donc l'enthalpie, sont plus petits.

C'est pourquoi ce modèle, qui réutilise l'enthalpie de transformation et la dilatation thermique linéaire du modèle d'analyse thermique des métaux, est également celui qui fournit la caractérisation expérimentale du retrait lors du frittage décrit par un autre modèle de cet ensemble : ce que la dilatométrie enregistre en temps réel signifie que le retrait ayant servi à l'élaboration de ce modèle correspond précisément aux données expérimentales qui alimentent cette description.

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