CEMHTI - Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
UPR3079 CNRS

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HyperLink   M. Allix PI
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Verres d'Oxydes : Vitrification, Cristallisation
Oxide glasses : glass forming, crystallization

Responsable : Mathieu Allix / List of Publications...

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2016 B.Xue, L.Calvez, M.Allix, G.Delaizir, X.H.Zhang
Amorphization by mechanical milling for making IR transparent glass-ceramics
J. Am. Ceram. Soc. 99 1573 (2016) [view,doi,HAL]

Elaboration et caractérisation de nouvelles (vitro)céramiques transparentes

Céramiques transparentes

Nous avons développé un procédé innovant pour la synthèse de céramiques transparentes : la cristallisation totale et congruente du verre. Le passage par l'état vitreux permet, si les densités des phases vitreuse et cristalline sont similaires, d'éviter la présence de porosité, verrou de l'approche classique par frittage (haute température / haute pression).

En jouant sur l'orientation de la cristallisation et/ou l'introduction de désordre chimique, il est possible d'élaborer des céramiques transparentes avec des cristaux de taille micrométrique dans le cas de matériaux non isotropes (structures non cubiques biréfringentes).

Cette méthode innovante reposant sur un procédé d’élaboration relativement simple, peu coûteux et permettant une mise en forme flexible ouvre la voie à de nouvelles céramiques transparentes avec de multiples applications potentielles dans le domaine des matériaux pour l’optique.


Exemples de céramiques transparentes élaborées par cristallisation complète et congruente du verre.

Vitrocéramiques transparentes

Grâce à la compréhension puis la maîtrise des mécanismes de cristallisation, nous avons développé des vitrocéramiques transparentes à propriétés optiques spécifiques (en particulier de luminescence persistante). En mettant au point des compositions verrières originales montrant des phénomènes de séparation de phases nanométriques, il est alors possible de cristalliser de manière contrôlée des nanocristaux par un traitement thermique adapté.


Exemples de vitrocéramiques transparentes nanostructurées obtenues à partir de verres demixés.

Synthèse et détermination structurale de nouvelles phases cristallines

 La cristallisation congruente à partir du verre est un moyen d’élaboration original qui donne accès à de nouvelles phases cristallines (ou de nouveaux polymorphes) et à de nouvelles propriétés , jusqu’alors inaccessibles par synthèse classique à l'état solide. Pour une description fine, complète et multi-échelle de la structure de ces nouveaux matériaux, nous utilisons une approche couplée associant les informations apportées par la microscopie électronique en transmission, l’affinement structural réalisé à partir de données de diffraction sur poudre, la RMN à l’état solide précisant l’ordre local (équipe RMN) ainsi que le calcul DFT.

Instrumentation à Haute Température

Lévitation aérodynamique : (DRX >2000°C ; DSC ; MEB)

La levitation aérodynamique associée à un chauffage laser est un outil important. D'une part pour la fabrication de verres nécessitant des fusions à très haute température et d'autre part pour pouvoir étudier les propriétés des matériaux à l'état liquide. En particulier, du fait de la simplicité et la compacité des dispositifs, cette technique peut être associée facilement à diverses techniques d'analyse.

Le principe de la technique est simple. Un échantillon sphérique est placé dans une buse de lévitation. Cette dernière est un tube convergent/divergent permettant la diffusion d'un jet de gaz en dessous de l'échantillon. Quand il est en lévitation, l'échantillon est chauffé jusqu'à la fusion en utilisant des lasers CO2 focalisés à l'aide de miroirs. La température est mesurée par pyromètrie optique. Plusieurs caméras vidéo permettent de contrôler l'échantillon durant le chauffage.


Schéma de principe du dispositif de lévitation aérodynamique

Publications des membres | member's publications
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ACL

doi  
F.Deschenes-Allard, C.Robelin, D.Zanghi, S.Bouvet, S.Ory, E.Veron, K.Machado, C.Bessada, P.Chartrand
"Experimental and thermodynamic Assessment of the fluoride-rich region in the Cu-O-F system."
Thermochimica Acta in press
ACL

 
J.Deubener, M.Allix, Y.Brocheton, M.Comte, M.J.Davis, A.Duran, T.Höche, W.Höland, T.Honma, T.Komatsu, S.Krüger, I.Mitra, R.Müller, S.Nakane, M.J.Pascual, P.Pradeau, M.Rampf, J.W.Schmelzer, E.D.Zanotto, S.Zhou
"Updated definition of glass-ceramics"
Journal of Non Crystalline Solids in press
ACL

doi  
W.Wisniewski, A.J.Fernández-Carrión, P.Schöppe, C.Rüssel and M.Allix
"Oriented Nucleation and Crystal Growth in SrO-Al2O3-SiO2 Tectosilicate Glasses"
CrystEngComm in press
ACL

doi  
M.Boyer, X.Yang, A.J.Fernandez Carrion, Q.Wang, E.Veron, C.Genevois, L.Hennet, G.Matzen, E.Suard, D.Thiaudière, C.Castro, D.Pelloquin, X.Kuang and M.Allix
"First transparent oxide ion conducting ceramics synthesized by full crystallization from glass"
Journal of Materials Chemistry A 6 5276-5289 2018
ACL

doi  
A.Ulyankina, I.Leontyev, O.Maslova, M.Allix, A.Rakhmatullin, N.Nevzorova, R.Valeev, G.Yalovega, N.Smirnova
"Copper oxides for energy storage application: Novel pulse alternating current synthesis"
Materials Science in Semiconductor Processing 73 111-116 2018
ACL

doi  
X.Ma, X.Li, J.Li, C.Genevois, B.Ma, A.Etienne, C.Wan, E.Veron, Z.Peng and M.Allix
"Pressureless glass crystallization of transparent yttrium aluminum garnet-based nanoceramics"
Nature Communications 9 1175 2018
ACL

doi  
D.Andrault, G.Pesce, G.Manthilake, J.Monteux, N.Bolfan-Casanova, J.Chantel, D.Novella, N.Guignot, A.King, J.P.Itié, L.Hennet
"Deep and persistent melt layer in the Archaean mantle"
Nature Geoscience 11 139–143 2018
ACL

doi  
Valerie Montouillout, Hua Fan, Leire del Campo, Sandra Ory, Aydar Rakhmatullin, Franck Fayon, Mohammed Malki
"Ionic conductivity of lithium borate glasses and local structure probed by high resolution solid-sate NMR"
Journal of Non Crystalline Solids 184 57-64 2018
ACL

doi  
D.Andrault, M.Muñoz, G.Pesce, V.Cerantola, A.Chumakov, I.Kantor, S.Pascarelli, R.Rüffer, L.Hennet
"Large oxygen excess in the primitive mantle could be the source of the Great Oxygenation Event"
Geochemical Perspectives Letters 6 5-10 2018
ACL

doi  
E.S.Fotso Gueutue, A.Canizares, P.Simon, N.Raimboux, L.Hennet, M.R.Ammar
"Nanosecond time-resolved Raman spectroscopy for solving some Raman problems such as luminescence or thermal emission"
Journal of Raman Spectroscopy 1-8 2018
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