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Le procédé Sol-Gel et ses applications industrielles aux matériaux multifonctionnels

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Les procédés d’élaboration d’oxydes minéraux ou métalliques par frittage ou fusion présentaient la contrainte d’être élaborés à haute température dépassant les 1000°C. Puis une nouvelle approche de synthèse en voie liquide a été découverte, appelée synthèse en chimie douce. Elle permet d’obtenir des oxydes (Gel) par polymérisation à température modérée d’espèces moléculaires en solution (Sol), d’où le nom de synthèse par voie Sol-Gel. Ainsi, cette méthode de synthèse autorise la fabrication de matériaux (poreux, colloïdes, revêtement, monolithes) dont la structure est contrôlée à l’échelle nanométrique. Elle permet également de développer des matériaux purement inorganiques ou hybrides organiques-inorganiques. Ces matériaux dits multifonctionnels offrent désormais un vaste champ d’applications nouvelles dans des domaines aussi variés que la fonctionnalisation de surface, la catalyse, l’optique, la mécanique, la corrosion, la protection, les capteurs… et s’appliquent aussi bien aux secteurs de l’aéronautique, de l’automobile, de l’énergie, …

Cette formation Sol-Gel  s’appuyant dans un premier temps sur les fondamentaux s’attachera par la suite à détailler des perspectives industrielles. Elle vous permettra de faire un point complet au travers des différentes thématiques traitées et de maitriser ce procédé qui est devenu incontournable pour des applications sous la forme de revêtements fonctionnels ou de matériau dense hautement poreux (aérogel).

  • Dates :26/09/2017
  • Durée :2 jours
  • Pour qui :Chercheur, ingénieur, chef de projet technique
  • Lieu :Ecole polytechnique
  • Tarif :1 490 € HT
  • Langue :Français

Objectifs

  1. Maîtriser les fondamentaux de la chimie du procédé Sol-Gel
  2. Appréhender l’élaboration, les propriétés et les applications industrielles des matériaux synthétisés par ce procédé
  3. Connaître la classification des matériaux obtenus
  4. Comprendre la fonctionnalisation de surface via le procédé Sol-Gel
  5. Exposer les méthodes de mise en œuvre de ces matériaux

Programme

Synthèse de matériaux par procédé Sol-Gel

  • Mécanismes réactionnels
  • Formation des gels
  • Perspectives industrielles d’application

Revêtement fonctionnel obtenu par voie Sol-Gel

  • Rappel des principes de synthèse par voie Sol-Gel
  • Réalisation de revêtement par voie liquide
  • Méthode de dépôt correspondante (avantage et inconvénient des techniques)

Aspects mécaniques et tribologiques des revêtements hybrides préparés par voie Sol-Gel

  • Caractérisation mécanique des revêtements hybrides préparés par voie sol-gel par nanoindentation
  • Corrélation structure matériau – propriétés mécaniques
  • Comportement à la rayure et tribologie des revêtements Sol-Gel
  • Application à différents types de revêtement : polymérique, colloïdaux et nanocomposite

Nano-/Micro-structuration de revêtements élaborés par voie sol-gel : design, fabrication, intégration et application industrielles

  • Elaboration de revêtements d’oxyde métallique micro – et méso-poreux
  • Fonctionnalisation de revêtements sol-gel micro et méso-poreux et applications aux domaines de l’aéronautique, de l’automobile, de l’énergie, du biomédical ou du textile

Matériaux issus du procédé sol-gel : aérogels de silice et couches hybrides organiques-inorganiques appliquées à la photonique

  • Synthèse et séchage des gels
  • Méthode de caractérisation des aérogels de silice
  • Evolution de la texture des aérogels par densification (compression isostatique et traitement thermique)
  • Couches minces dédiées à la photonique
  • Applications

 
Méthode pédagogique:
Présentation des fondamentaux, de l'état de l'art, des dernières avancées
Illustration par des exemples concrets issus de l'industrie

Intervenants

  1. Responsable scientifique
    Florent
    Responsable Pôle Surface / RESCOLL
  1. Intervenant(s)
    Philippe
    Directeur de Recherche / CEA Le Ripault
  2. Intervenant(s)
    Emmanuel
    Responsable projet – CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique)
  3. Intervenant(s)
    Fayna
    Maitre de conférence au Laboratoire Interfaces, Traitements, Organisation et Dynamique des Systèmes (ITODYS) - Université Paris Diderot

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