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CNRS Université Paris 13



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Descriptif

par Damien Faurie - publié le , mis à jour le


 
Responsable d’O.R. : Silvana MERCONE
 


 

Les activités de recherche que nous nous proposons de développer dans le cadre de cette opération de recherche se situent dans la continuité des travaux réalisés au cours du quinquennat 2014-2018, à savoir l’élaboration et l’étude des propriétés physiques de nanomatériaux multifonctionnels. À travers les techniques de synthèse et de consolidation des nanopoudres ainsi que les techniques de caractérisation structurale et magnétique mises en place, trois domaines de recherche distincts et complémentaires sont explorés.

Projet structurant Nano-SmArc (vidéo du Labex SEAM)

 

Le premier de ces domaines porte sur l’étude des étapes de nucléation et de croissance des particules lors de la synthèse de nano-objets. Deux systèmes sont principalement explorés. D’une part, nous poursuivons les travaux engagés en ce qui concerne l’influence de contraintes extérieures (champ magnétique, ultrasons,...) appliquées au milieu réactionnel sur la morphologie et la taille des nanoparticules. D’autre part, nous nous sommes attachés à déterminer les conditions d’obtention par hydrolyse en milieu polyol d’une nouvelle phase dont les propriétés piézoélectriques sont prometteuses. Ce dernier travail a été réalisé dans le cadre du projet ANR 2017 SYMPATI dont nous étions partenaires.
 
La seconde thématique de recherche porte sur l’étude des phénomènes de frittage des nanopoudres synthétisées. Nous cherchons en particulier à élaborer des matériaux massifs nanostructurés dont la densité est maîtrisée et pour lesquels la taille et l’organisation des grains sont contrôlés. L’objectif ici est de conférer aux matériaux massifs, à une échelle macroscopique, les propriétés physiques remarquables liées au caractère nanométrique des particules initiales. Ici aussi, nous approfondissons les activités menées jusqu’alors quant au frittage flash (Spark Plasma Sintering) assisté d’un champ magnétique. En parallèle, des travaux sur la mise en forme d’une nouvelle phase intermétallique sont réalisés dans le cadre d’une collaboration avec un partenaire industriel par le biais du financement d’une thèse (troisième thèse financée par le même partenaire industriel en 10 ans). Enfin, un dernier axe de travail portant sur la consolidation de nanopoudres à base d’oxyde d’aluminium en vue de l’obtention de céramiques luminescentes et transparentes est mené. L’objectif ici est de déterminer les facteurs expérimentaux permettant d’obtenir un matériau dense et présentant une forte densité de joints de grains. Cette activité constitue une ouverture vers l’opération de recherche PRET de l’axe MECAMETA.
 
Enfin, le troisième et dernier domaine de recherche développé au sein de cette opération de recherche porte sur l’étude des relations entre microstructure et propriétés physiques des matériaux nanostructurés multifonctionnels élaborés par un contrôle de leurs propriétés structurales et morphologiques. L’objectif sous-jacent est de déterminer la nature des paramètres microstructuraux à l’origine des propriétés physiques (ferromagnétiques et/ou piézoélectriques) des matériaux étudiés et d’optimiser ces dernières par le contrôle des paramètres. Dans le cas de matériaux nanostructurés multifonctionnels, nous nous intéressons également à la nature des couplages entre les fonctionnalités afin de pouvoir mieux contrôler ces phénomènes. Ces différents points sont abordés selon trois thématiques de recherche. La première de ces thématiques porte sur l’influence de la structure et de la morphologie des nanopoudres magnétiques sur leurs propriétés physiques. Pour la seconde, nous nous intéressons à la nature des interactions de ces mêmes nanopoudres lorsqu’elles sont plus ou moins diluées au sein d’un composé massif ainsi qu’aux effets de couplage à l’interface entre les inclusions et la matrice dans le cas de matériaux composites. Enfin, la troisième porte sur l’influence des propriétés microstructurales de composés intermétalliques sur les propriétés de transport électrique et thermique.

 

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