Applications de l'Alumine et du Nitrure d'aluminium

Thèmes abordés

Al2O3 - Alumine, AlN - nitrure d'aluminium, graphiques d'Ashby, Impact environnemental, synthèse, fabrication, applications, plastique, cartes de circuits, céramique transparente, isolation électrique, matériaux d'emballage, aérospatiale, blindage, catalyseur, module de Young, environnement menacé, perte de la biodiversité

Résumé du document

L'alumine, ou oxyde d'aluminium (Al2O3), est un composé chimique ; d'aluminium et d'oxygène ; principalement connu pour son utilisation dans la production d'aluminium, un métal appelé à connaître une croissance importante dans le cadre de la transition vers une économie à faible émission de carbone.
Le nitrure d'aluminium (AlN) est un matériau (une céramique) composée d'aluminium et d'azote. C'est l'un des meilleurs matériaux connus pour sa conductivité thermique élevée. Associé à ses excellentes propriétés d'isolation électrique, le nitrure d'aluminium est un matériau de dissipation thermique idéal pour de nombreuses applications électriques et électroniques.

Extraits

[...] La réaction est autoentretenue. Réduction et nitruration carbothermiques Les précurseurs typiques sont des poudres d'oxyde d'aluminium (Alumine Al2O3) mélangées à une source de carbone comme agent réducteur. Les précurseurs sont combinés et traités thermiquement à 1400°C - 1800°C en présence d'azote ou de gaz contenant de l'azote. La réaction globale est la suivante : Al2O3 + 3C + N2 + chaleur 2AlN + 3CO Les deux techniques sont décrites dans le diagramme suivant : II. Propriétés des deux matériaux Le nitrure d'aluminium est un matériau à liaison (le plus souvent) covalente et possède une structure cristalline hexagonale. [...]

[...] Une prothèse est soumise aux contraintes de la fonction qu'elle remplit. (12,13,14,15) V. Graphiques d'Ashby de l'alumine et du nitrure d'aluminium Les graphiques d'Ashby de plusieurs paramètres physiques ; dureté, module de Young, conductivité thermique, densité élasticité ; sont illustrés sur les figures suivantes. 17,18) VI. Impact environnemental : Terre, Air et Eau La transformation de la bauxite en aluminium nécessite beaucoup d'énergie et elle a diverses incidences sur l'environnement. Les mines, qu'elles soient à ciel ouvert ou souterraines, affectent la vie végétale et animale des environs immédiats et au-delà pour plusieurs générations. [...]

[...] Nitrure d'aluminium A. Définition Le nitrure d'aluminium (AlN) est un matériau (une céramique) composé d'aluminium et d'azote. C'est l'un des meilleurs matériaux connus pour sa conductivité thermique élevée. Associé à ses excellentes propriétés d'isolation électrique, le nitrure d'aluminium est un matériau de dissipation thermique idéal pour de nombreuses applications électriques et électroniques. B. Synthèse et fabrication L'AlN peut être synthétisée principalement par deux approches : la nitruration directe (Direct nutridation) et la réduction et la nitruration carbothermiques (Carbothermal reduction and nutridation). [...]

[...] Synthèse et fabrication L'alumine est principalement dérivée du minerai de bauxite par le procédé Bayer, dans lequel une soude caustique, combinée à la chaleur et à la pression, est utilisée pour dissoudre les minéraux contenant de l'aluminium de la bauxite. Les résidus de bauxite sont ensuite séparés de l'aluminate de sodium, ce qui permet de cristalliser l'alumine à partir de la solution restante. L'alumine cristallisée est ensuite traitée thermiquement dans un four rotatif pour éliminer l'humidité liée, créant ainsi le produit final d'alumine pure. L'une des conséquences du procédé Bayer est la production de boue rouge, un sous-produit caustique qui a attiré l'attention en raison des récentes défaillances de stockage et des catastrophes qui ont suivi. [...]

[...] Applications de l'Alumine et du Nitrure d'aluminium Sommaire : I. Alumine A. Définition B. Synthèse et fabrication II. Nitrure d'aluminium A. Définition B. Synthèse et fabrication II. Propriétés des deux matériaux III. Applications IV. Choix d'application V. [...]