Mots-clés
- Densification
- Élaboration
- Frittage
- Microstructures
- Mise en forme
Responsable(s)
Membres
Activités scientifiques
Le SPS est un équipement de frittage rapide qui a pu être acquis dans le cadre d’une opération initiée par Claude Godart de l’ICMPE, impliquant 9 laboratoires de l’Île de France (lien vers la page fille 1) et fortement soutenue par l’Institut de Chimie du CNRS. L’appareil a été installé à Thiais (M2I, ICMPE, UMR 7182 CNRS – UPEC) en Juin 2007.
Une Maître de Conférences anime scientifiquement cette plateforme dont le fonctionnement et le développement sont assurés par un ingénieur d’étude et un assistant ingénieur.
Cet équipement est à la disposition des 9 laboratoires copropriétaires. La plateforme est également ouverte aux laboratoires publics et aux entreprises privées sous la forme de collaborations scientifiques ou de prestations de services.
Des réunions annuelles permettent d’assurer le transfert des informations entre les laboratoires copropriétaires et d’échanger sur les résultats scientifiques obtenus ou les difficultés rencontrées. La bibliographie issue des travaux menés sur l’équipement est également recensée annuellement.
La plateforme SPS est fortement impliquée dans l’animation et la structuration de la communauté SPS en France à travers l’organisation d’évènement tels que les Journées Nationales SPS (Edition 2017) et la participation à la création du Groupe Francophone de Densification de Matériaux par Frittage Assisté sous Champ Electromagnétique (GFDM-FACE).
Procédé
Le « Spark Plasma Sintering » (SPS – aussi appelé Frittage Flash ou frittage assisté par courant électrique), est un procédé de densification récent permettant de mettre en forme, de synthétiser et d’assembler une large gamme de matériaux : métaux, céramiques, polymères, matériaux composites…
La poudre à fritter est placée dans une matrice en graphite (ou acier, ou carbure de tungstène…) entre deux électrodes conductrices qui transmettent en outre une pression uniaxiale. L’ensemble est dans une enceinte sous vide ou sous atmosphère contrôlée. Un courant (DC) de très forte intensité traverse le conteneur et l’échantillon, sous forme de pulses successifs à une fréquence définie, ce qui permet une montée en température très rapide et un frittage complet en quelques minutes. Cette technique permet en particulier de bien maîtriser la structure du matériau jusqu’à des échelles nanométriques.
Équipement
L’appareil permet d’effectuer des recuits jusqu’à des températures de 2000 °C sous une force pressante ajustable entre 0 et 50 kN (soit 600 MPa pour un diamètre de 10 mm) et sous atmosphère contrôlée (vide primaire, Argon,…). Le chauffage de l’échantillon est assuré par l’envoi de pulses de courant continu basse tension et forte intensité (Max. 1500 A) produisant l’échauffement rapide (jusqu’à 600 °C/min) dans le matériau constituant l’échantillon à presser.
Illustrations
