Calcination des Sédiments de Dragage Contaminés - Thèses de l ...

Chapitre I : Synthèse bibliographique
C’est la deuxième loi de Fick qui est utilisée pour représenter
mathématiquement les phénomènes de diffusion intervenant pendant la formation des
ponts lors du frittage.
Les expériences ont montré que la vitesse de l’élaboration des ponts est
influencée par la taille des grains (par la loi de similitude de Herring) et par la
température (par l’intermédiaire des coefficients de diffusion ) [101 , 102 , 103] .
Les faibles granulométries favorisent la diffusion superficielle et la diffusion
aux joints de grains, tandis que les faibles températures favorisent la diffusion
superficielle par rapport aux autres modes de transport.
D’autres propriétés comme l’homogénéité, la porosité initiale des particules,
peuvent influencer l’élaboration des ponts [109 , 104 , 105].
Lance et son équipe en 2004 [106] ont proposé une corrélation reliant la
densification et l’évolution microstructurale des aplha-alumines pendant le frittage.
I-2.3.2.2 Elimination de la porosité
Lorsque les ponts sont édifiés, le squelette constitué par les grains soudés
contient encore de la porosité.
Lors de l’élimination de la porosité ouverte, la matière qui provient du centre
des faces aboutit aux pores centrés sur les arêtes, le chemin de diffusion pouvant être le
joint de grains (diffusion aux joints de grains) ou le volume de l’un des deux grains
(diffusion en volume).
Pour l’élimination de la porosité fermée, en fin de frittage, deux difficultés
apparaissent :
- La présence de gaz qui doit s’éliminer par diffusion dans le solide. Si la
diffusion est impossible (solubilité nulle du gaz dans le solide), il apparaît une contre
pression qui agit comme une force opposée au frittage et peut conduire à son arrêt. La
phase gazeuse peut jouer un rôle important et de ce fait peut orienter l’évolution de cette
microstructure ; c’est le cas par exemple, du frittage du ZnO où le matériau ne subit
qu’une simple consolidation sans densification, démontré par Quadir et Readey en 1989
[107]. Ce cas est fréquent lors du frittage des oxydes où le H 2 O s’évapore : comme les
travaux de Pask en 1983 [108] sur les MgO ; et de Whittemore et Varela en 1984 [109]
sur les BaTiO 3 ; ou encore sur les TiO 2 de Hebrard en 1990 [110].
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