Les mousses céramiques

1. Les mousses céramiques Mousses commerciales : silice, alumine, zircone, mullite, cordiérite, SiC, ... Isolation thermique ou acoustique Supports catalyse, greffage, ….

2. SiO ≈ 60% Na O ≈ 10% B O ≈ 30% 2 2 2 3 R7T7 Vycor Pyrex Les verres Vycor

3. décomposition spinodale en deux phases insoluble phase riche en silice phase riche en B O soluble 2 3 Recuit Dissolution sélective de la phase riche en B par traitement acide support poreux Recuit ≈ 1000°C verre de silice pratiquement pure

4. Élaboration de mousses céramiques Imprégnation d’une matrice poreuse Moussage direct par soufflage de gaz

5. 1. Imprégnation d’une matrice poreuse Test d’oursins

6. Test d ’oursin les pores forment un réseau hexagonal 2D Structure poreuse bicontinu H.A. Schwarz, Gesammelte Mathematische Abhandlugen (1890) pores et murs ont le même volume et la même morphologie mais ne se croisent jamais

7. 100 m Synthèse de monocristaux de calcite poreux F.C. Meldrum et al, Adv. Mater. 14 (2002) 1167 Polymérisation d’un moule organique dans les pores dissolution du test d’oursin Précipitation contrôlée de CaCO3 CaCl2 + Na2CO3 dans le moule polymère Élimination du polymère par calcination Monocristaux de calcite (≈ 200 mm)

8. SrSO4 F. Meldrum, J. Mater. Chem. 16 (2006) 408

9. PbCO3

10. Mesostructured Cellular Foams G. Stucky et al. Chem. Mater. 12 (2000) 686 template = micro-émulsion ‘eau-huile’ S ≈ 1000 m2/g Volume poreux ≈ 80%

11. Mousses de silice R. Backov et al. J. Mater. Chem. 14 (2004) 1370 Hydrolyse acide de Si(OEt)4 en présence de surfactant TTAB Formation d’une émulsion par addition de dodécane Calcination à 650°C TTAB = TetradecylTrimethylAmmonium Bromide

12. 2. Dégagement gazeux décomposition de H2O2 avec libération de O2 au sein d’un gel de V2O5 V2O5 + H2O + HDA

13. 10 m 1g de V2O5 donne ≈ 2 litres de mousse

14. 001 003 002 004 005 d = 33Å

15. surfactant V2O5 sol porous membrane gaz Dégagement gazeux dans une suspension colloïdale R. Backov et al. Chem. Mater. 17 (2005) 644

16. 600 µm 600 µm 600 µm 750 µm La taille des pores dépend du flux gazeux 600 µm 750 µm

17. La morphologie se conserve au chauffage mousse V2O5-Tergitol f 25°C mousse V2O5-Tergitol 600°C 600 µm 750 µm

18. Mousses de TiO2 R. Backov et al. J. Mater. Chem. 15 (2005) 3887

19. Aerogels

20. Séchage des gels formation de craquelures au cours du séchage DP = 2gcos/r Difficulté de faire des pièces massives séchage lent additifs chimiques séchage hyper-critique

21. Pc o liquide Séchage supercritique solide Tc = 375°C Pc = 218 atm. gaz Tc Aérogels mousse porosité ≈ 99%

22. Solide très léger mille fois moins dense que le verre Volume poreux ≈ 99%

23. Sculptures sur aérogels I. Michalou, J. Non-Cryst. Solids, 350 (2004) 61

24. Super isolant 99.8% air + 0.02% silice 39 fois plus isolant que les meilleures fibres de verre

25. sandwich :glass / aerogel / glass shade 40° 20° -15° outside inside light absorbing layer Isolation dans le bâtiment

26. Fenêtres isolantes

27. Pathfinder sur Mars protection de l’électronique contre les chocs thermiques

28. La mission Stardust Capture des particules dans un aerogel collecteurs des poussières interstellaires Jet Propulsion Laboratories