GENERALITES SUR LES ARGILES

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES ARGILES
A- Les Argiles
1- Introduction
2- Nomenclature et classification
2-1 Les minéraux phylliteux ou les phyllosilicate
2-1-1 les minéraux type 1:1
• Minéraux à couche dioctaédrique non hydraté
• Minéraux à couche dioctaédrique hydraté
2-1-2 les minéraux type 2:1
2-1-3 les minéraux type 2:1:1
2-2 Les minéraux à pseudo-feuillet
2-3 Les minéraux à structure complexe interstratifiée
B- Les minéreaux du kaolin (les kaolinites) et leur identification
1- La kaolinite
2- L’halloysite
3- Caractérisation et identification des kaolins
3-1 Diffraction des rayons X
3-2 L’analyse thermique différentielle
3-3 Spectroscopie infrarouge
3-4 Microscopie électronique
3-5 Propriétés physicochimiques
3-5-1 Surface spécifique
3-5-2 Capacité d’échange cationique
3-5-3 Interaction avec des composant organiques et les sels
3-5-3-1 Intercalation de la formamide
4- Les principaux minéraux associés aux argiles kaolinitiques
4-1 Les minéraux du fer
4-2 La silice
4-3 Oxydes et hydroxyde d’aluminium
Bibliographie
CHAPITRE II : TECHNIQUES EXPERIMENTALE ET MATERIAUX
A- Techniques expérimentales
1- Analyse chimique quantitative (FX)
2- Analyse minéralogique (DRX)
2-1 Appareillage et technique d’analyse
3- Analyse thermique différentielle et gravimétrique
3-1 Analyse thermique différentielle ATD
3-1-1 Théorie de Kissinger
3-2 Analyse thermique gravimétrique ATG
4- Mesure de la surface spécifique
5- Mesure de la masse volumique
6- Analyse granulométrique
7- Observation par MEB
B- Matières premières
1- Introduction
2- Caractérisation du kaolin DD3
2-1- Composition chimique
2-1-1 Analyse chimique quantitative
2-1-2 Analyse thérmogravimétrique
2-2- Composition minéralogique
2-2-1 Identification par diffractomètre à rayon X
2-2-2 Intercalation de la formamide
2-1-3 Cristallinité de l’halloysite contenue dans la DD3
2-3- Analyse par spectroscopie à infrarouge à transformé de Fourier
2-4 Observation par MEB
2-5 Mesure de la surface spécifique et de la masse volumique
2-6 Analyse granulométrique
2-7 Analyse thermique
2-7-1 Etude qualitative
2-7-2 Cinétique de transformation
3- Caractérisation de la dolomite
3-1 Analyse chimique quantitative
3-2 Analyse minéralogique
3-3 Analyse thermique
3-5 Observation par MEB
Bibliographie
CHAPITRE III : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LA CORDIERITE, L’ANORTHITE ET LEURS PROCEDES D’ELABORATION
1- Introduction
2- Généralité sur la cordiérite et l’anorthite
2-1 La cordiérite
2-1-1 Historique et origine
2-1-2 Nomenclature
2-1-3 Structure cristalline de la cordiérite
2-1-3-1 Structure cristalline du béryl Be3Al2Si6O18
2-1-3-2 Structure cristalline de la cordiérite naturelle
2-1-4 Diagrammes d’équilibres du système SiO2–Al2O– MgO
2-2 Anorthite
2-2-1 Structure cristalline de l’anorthite
2-2-2 Diagrammes d’équilibres du système SiO2 –Al2O3 – CaO3
3- Procédés d’élaboration de la cordiérite, de l’anorthite et des composés MCAS
3-1 Méthode classique
3-2 Méthodes Sol-Gel
3-3 Méthode de la vitrocéramique
3-4 Nouvelles méthodes
4- Le frittage des céramiques
4-1 Introduction
4-2 Définition
4-3 Le frittage des céramiques
4-3-1 Frittage en phase solide
4-3-2 Frittage avec phase liquide
4-3-3 Frittage par flux visqueux
4-4 Activation du frittage
Bibliographie
CHAPITRE IV : PROCEDES D’ELABORATION, RESULTAS ET DISCUSSIONS
A- Première méthode
1- Introduction
2- Comportement thermique des mélanges kaolinite dolomite
2-1 Matériaux et procédure expérimentale
2-1-1 Analyse Dilatométrique
2-1-2 Analyses Thermiques Différentielles
2-1-2-1 Aspect qualitatif
2-1-2-2 Analyse quantitative des courbes ATD
2-1-3 Analyse par diffraction X
1-1-4 Etude du frittage et variation des dimensions
1-1-5 Microstructure et morphologie
B- Deuxième méthode
1- Introduction
2- Caractérisation de la poudre de départ
2-1 Effet du temps de broyage
2-2 Effet de la température de calcination
3- Etude du frittage
3-1 Etude du frittage de la composition 10D
3-1-1 Evolution en fonction de la température du frittage
3-2 Etude du frittage de la composition 14D
3-2-1 Evolution en fonction de la température du frittage
4- Etude de la microstructure
5- Propriétés thermique et mécaniques
5-1 Mesure du coefficient de dilatation thermique
5-2 Evolution des propriétés élastiques
5-2-1 Définition du module d’Young
5-2-2 Détermination du module d’Young par échographie ultrasonore
5-2-3 Evolutions des propriétés élastiques des céramiques à base de kaolin-dolomite
6- propriétés diélectriques
Bibliographie
CONCLUSION GENERALE

CHAPITRE I: LES ARGILES ET LEURS IDENTIFICATIONS

1- INTRODUCTION
Le terme ARGILE trouve sont origine dans le mot grec ARGILOS dérivé de ARGOS qui signifie blanc, puis sa traduction en latin : ARGILLA. Cette nomination par les anciens est semble t-il due a la couleur du matériaux utilisé en céramique.
Actuellement, il n’existe pas de définition unique du terme ‘argile’. Le mot ‘argile’ englobe deux connotations, l’une liée à la taille des grains (< 2µm) [1] et l’autre à la minéralogie. La définition dépend de la discipline concernée. Pour les céramistes “ l’argile est un constituant des terres grasses et molles en présence d’eau et qui contiennent des particules fines dont la taille est inférieure à 2μm”. La taille des particules d’argile résulte des mécanismes de désintégration physique ou mécanique des roches, et des transformations chimiques.
L’argile, matériau qui contient habituellement des phyllosilicates (silicates en feuillets), est plastique à l’état humide et durcit par séchage ou chauffage. Elle peut également renfermer des minéraux qui n’induisent aucune plasticité (le quartz par exemple) et/ou de la
matière organique : ce sont les phases associées [2].
La classification et la nomenclature des minéraux argileux restent délicates car les espèces microcristallines qui les constituent sont sujettes à des variations de composition dues aux nombreuses possibilités de substitution [3]. A cela s’ajoutent deux autres contraintes :
l’une, d’ordre structural, concerne les feuillets et leur mode d’association, l’autre, d’ordre technique, provient de la difficulté de séparer les cristallites des corps étrangers non cristallisés auxquels ils sont associés à l’état naturel. En conséquence, la nomenclature et la classification des minéraux argileux a connu une évolution au cours du temps.
La classification adoptée par le comité de nomenclature de l’Association Internationale Pour l’Etude des Argiles (AIPEA) s’appuie sur les grandes données structurales. Ainsi, sur la seule base du mode d’agencement des tétraèdres et des octaèdres, on distingue 3 grandes familles :
– Phyllosilicates définit par leur distance basale,
– Minéraux interstratifiés,
– Minéraux à pseudo feuillets et faciès fibreux.

2- NOMENCLATURE ET CLASSIFICATION
Les minéraux argileux sont structuralement constitués par un agencement de couche de tétraèdres siliciques [SiO4]4- notées (T) figure I-1 et de couche d’octaèdres aluminiques [Al(OH)6]3- et/ou magnésiens notées (O) figure I-2 reliées en par mis en commun d’oxygènes O2- et de groupements de OH-.
La figure I-3 explicite la terminologie utilisée pour définir la structure des argiles. On distingue quatre niveaux d’organisation :
– Les plans : sont constitués par les atomes ;
– Les couches : association de deux plans d’atomes d’oxygène et/ou d’hydroxyle formant des couche de tétraèdre ou des couche d’octaèdre ;
– Les feuillets correspondent à des combinaisons de couches ;
– L’espace interfoliaire : c’est le vide séparant deux feuillets de même structure, il peut être occupé par des cations (éventuellement hydratés) ;
– Le cristal résulte de l’empilement de plusieurs couches.

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Etude de la cristallisation et des propriétés mécaniques et diélectriques de céramiques prépares a partir de kaolin-dolomite (10.61 MB) (Rapport PDF)