Effet du frittagesous pression sur la microstructure et les propriétés physico-mécaniques du mélange kaolin dolomie et calcite

Abstract

Les caractéristiques minéralogiques et chimiques basées sur la diffraction des rayons X(XRD) et la microscopie électronique du kaolin DD3 provenant de l’Algérie orientale ont été examinées dans la présente étude.Les résultats obtenus montrent que le kaolin DD3 a ,une teneur en alumine de 39%. . Le rapport molaire SiO3/Al2O3 étant de 2.14 est proche de celui d’une halloysite pure La concentration de l’hématite est relativement grande et les proportions des oxydes des impuretés restent acceptables. Les observations par microscopie électronique ont montré une phase halloysite tubulaire prédominante et des plaquettes aplaties, hexagonales indiquant la présence de la kaolinite et de ses polymorphes (dickite et nacrite) et de l’alumine hydratée : cela a été été confirmé par IRTF. La valeur du rapport SiO2/Al2O3 et le caractère tubulaire du kaolin DD3 suggèrent des utilisations possibles dans les céramiques techniques et dans la nanotechnologie. L’utilisation de la XRD pour la caractérisation des échantillons traités thermiquement à 120°C et 450°C a confirmé la présence, de la halloysite : par la déplacement du pic de 10A° à 7.2A° à la première température,et de l’alumine hydratée par la disparition du pic à la deuxième.L’intercalation de molécules organiques[diméthylsulfoxde (DMSO), diméthylformamide (DMF),glycérine et( DMSO vapeur)] a montré que ce dernier est le plus efficace vu le déplacement des deux pics à 7.2A° et 10A° vers 11.02A°et le déplacement partiel de la crète à 3.35A° vers 3.65A°.Ces deux pics sont caractéristiques de la halloysite. La présence de la nacrite a également été confirmé par le décalage du pic à 3.35A° . Sur la base de ces résultats,le logiciel « match » a montré que l’argile DD3 est constituée de 60% de halloysite.L’étude de l’évolution des phases en fonction de la température par DRX a montré que : Les pics de mullite de la poudre de kaolin apparaissent à la température de 980°C, alors qu’avec la poudre traitée avec Hcl (2 N et 4N),ils apparaissent à 900°C. A 1100°C elle laisse apparaître des pics de cristobalite (instable).qui, à la température de 1400°C,se transforment,sous air, en phase amorphe alors que sous vide et sous charge ;ses pics augmentent en intensité. L’étude par MET des échantillons frittés sous vide et sous charge à 1400°C, a montré la présence d’une mullite primaire et une mullite secondaire.Celle ci se forme par dissolution de l’alumine α dans la phase vitreuse. L’étude du mélange kaolin-dolomie et kaolin-calcite par la DRX:: Pour le mélange kaolin-calcite,fritté à 1400°Cet pour les proportion 5 et 10%,on note la présence de pics d'anorthite et de mullite cette dernière étant majoritaire à 10%. A 20% la seule phase quicoexiste est l'anorthite.