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Sciences des matériaux
/ 30-03-2023
Reux Valentin
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Le prix de production des verres de chalcogénures, lié à l’utilisation de silice à usage unique lors de la synthèse, est un obstacle à leur démocratisation. Dans le contexte du projet européen HELIAUS, des recherches ont étés menées afin d’obtenir des lentilles infrarouges en combinant mécanosynthèse et frittage flash par Spark Plasma Sintering (SPS). Le respect de la norme REACH et le besoin d’un indice de réfraction élevé (n>3) imposent des contraintes supplémentaires quant au choix de composition. Le verre Ga₁₀Ge₁₅Te₇₅ a été initialement considéré. Les essais de mécanosynthèse ont mené à l’obtention d’une poudre amorphe contenant une phase cristalline GeTe. Le frittage de cette poudre donne des échantillons opaques dans l’infrarouge car présentant des cristallisations supplémentaires de Ga₂Te₃ et Te. La suite de l’étude a portée sur le système Ge-Se-Te. La composition Ge₂₅Se₁₀Te₆₅ est sélectionnée pour ses propriétés physiques et thermiques. Une phase amorphe contenant du GeTe cristallin est obtenue par mécanosynthèse. Des essais de frittage SPS ont été réalisés sur des poudres de ce verre produit par synthèse classique pour optimiser les paramètres de frittage. Des échantillons présentant une transmission comparable au verre initial sont ainsi obtenus, dans plusieurs formes et tailles. Enfin, plusieurs compositions du système Ge-Se-Te ont été synthétisées par voie classique et broyées pour étudier leur stabilité au cours du broyage. Ces résultats permettent d’anticiper le résultat d’un essai de mécanosynthèse sur la composition correspondante. Trois compositions, Ge₂₅Se₁₅Te₆₀, Ge₂₁Se₁₁Te₆₀ et Ge₂₀Se₁₀Te₇₀ sont identifiées comme ayant une résistance accrue à la cristallisation. Leur frittage mène à des pastilles opaques contenant du Te cristallin.
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