Frittage de carbure de bore nano-,microstructure par Spark Plasma sintering influence des matieres premieres sur le frittage et les proprietes mecaniques

Le carbure de bore (B4C) est une ceramique incontournable dans un large domaine d'applications, i.e. balistique et nucleaire. Dans ce dernier cas, ce materiau est notamment utilise dans les barres de controle en raison des proprietes d'absorption neutronique du bore 10. Actuellement consolide par frittage sous charge uniaxiale par hot pressing, a partir de poudres micrometriques, le carbure de bore fait l'objet d'investigations qui doivent amener a un meilleur controle de la microstructure dans l'optique d'ameliorer significativement le comportement du materiau sous gradient thermique et sous irradiation. Dans ce contexte, deux voies complementaires sont envisagees l'utilisation de poudre nanometrique ou submicrometrique, ainsi que la consolidation des pastilles par procede Spark Plasma Sintering (SPS). Dans un premier temps, les caracteristiques physico-chimiques de differents lots de poudre de carbure de bore disponibles commercialement ont ete etudiees (par spectrometrie Raman, diffraction des rayons X, microscopie electronique a balayage et analyse thermogravimetrique et differentielle). Ces analyses ont permis de selectionner deux lots de poudre de tailles nanometrique et submicrometrique presentant les meilleures caracteristiques en termes de composition chimique et de teneur en carbone. Dans un second temps, le comportement au frittage SPS de ces deux poudres selectionnees a ete etudie et compare, permettant d'ores et deja une diminution significative de la taille moyenne de grains par rapport aux materiaux actuels. Les massifs elabores ont ete caracterises par microscopie electronique a balayage, diffraction des rayons X, microdurete et nanoindentation.