Synthèse et caractérisation d’une mullite a base de matières locales pour substrats de silicium photovoltaïque

Abstract

La mullite (3Al2O3-2SiO2 - 2Al2O3-SiO2) , est l'une des céramiques les plus étudiées et les plus utilisées. Ses applications sont très diverses et vont des éfractaires aux applications technologiques. Sous air et sous une pression atmosphérique, elle est stable thermiquement et chimiquement de l'ambiante jusqu'à sa température de fusion. Ces caractéristiques intéressantes tel que : sa sensibilité au fluage très limitée, ses très bonnes propriétés thermomécaniques, son coefficient de dilatation thermique relativement bas qui lui donnent une bonne résistance aux chocs thermiques. Dans cette thèse, nous avons voulu valoriser des matières premières locales pour la synthèse d’une mullite à partir d’un kaolin algérien (DD1, DD2, DD3) et d’une alumine recyclée. Tout d’abord, nous avons étudié les poudres de départ (kaolin et scories d’aluminium) pour mieux comprendre les transformations de phases ayant lieu au cours de leur cuisson. Les résultats obtenus ont montré la formation de la mullite primaire ainsi que la cristobalite à 1400°C. Nous avons enrichi ces kaolins par l’ajout des scories d’aluminium pour obtenir la mullite secondaire. La mullite primaire est formée à partir de la transformation de la métakaolinite alors que la mullite secondaire résulte de la réaction de l’alumine des scories et de l’excès de silice du kaolin. Les résultats obtenus à 1400°C ont montré que la quantité de la mulllite formées est plus importante. L’étude du comportement rhéologique nous a permis de choisir le kaolin approprié pour le coulage. Les échantillons obtenus après frittage ont présenté des caractéristiques mécaniques importantes.