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Céramique dérivée de polymères

Une céramique dérivée de polymères, ou polymer-derived ceramic (PDC) en anglais, est une céramique produire par pyrolyse d'un polymère précurseur, dit polymère précéramique, généralement sous atmosphère inerte. Ce sont par exemple le carbure de silicium SiC, le nitrure de silicium Si3N4, les carbonitrures de silicium[1] SixN4Cy, les oxycarbures de silicium[2] SiOxCy et les oxynitrures de silicium[3] - [4] - [5] - [6] SiOxNy. La composition ainsi que la distribution et la structure des phases de ces céramiques dépend des polymères précurseurs ainsi que des conditions de la pyrolyse. L'avantage principal de ce type de matériaux est la grande variété de formes et de processus de production permise par l'emploi de polymères. Ces céramiques se prêtent à l'impression 3D par des techniques de stéréolithographie par photopolymérisation des polymères précurseurs[7]. Ces techniques permettent de réaliser des mises en forme complexes de matériaux chimiquement et thermiquement réfractaires qui sont autrement difficiles à réaliser à l'aide des techniques traditionnelles de frittage et de coulage en barbotine. Ce type de céramique est particulièrement intéressant pour réaliser des matériaux poreux et mésoporeux[8] ainsi que des couches minces[9].

Exemples de familles de polymères précéramiques et de leurs unités chimiques.

Notes et références
  1. (en) Stephan Traßl, Daniel Suttor, Günter Motz, Ernst Rössler et Günter Ziegler, « Structural characterisation of silicon carbonitride ceramics derived from polymeric precursors », Journal of the European Ceramic Society, vol. 20, no 2,‎ , p. 215-225 (DOI 10.1016/S0955-2219(99)00142-9, lire en ligne)
  2. (en) Pradeep Vallachira Warriam Sasikumar, Gurdial Blugan, Nicola Casati, Eirini Kakkava, Giulia Panusa, Demetri Psaltis et Jakob Kuebler, « Polymer derived silicon oxycarbide ceramic monoliths: Microstructure development and associated materials properties », Ceramics International, vol. 44, no 17,‎ , p. 20961-20967 (DOI 10.1016/j.ceramint.2018.08.102, lire en ligne)
  3. (en) Ga-Er Yu, J. Parrick, M. Edirisinghe, D. Finch et B. Ralph, « Synthesis of silicon oxynitride from a polymeric precursor. Part I Hydrolysis of dichloromethylsilane », Journal of Materials Science, vol. 28, no 15,‎ , p. 4250-4254 (DOI 10.1007/BF00351262, Bibcode 1993JMatS..28.4250Y, lire en ligne)
  4. (en) Ga-Er Yu, J. Parrick, M. Edirisinghe, D. Finch et B. Ralph, « Synthesis of silicon oxynitride from a polymeric precursor. Part II The formation of trimethylcyclotrisilazane and tetramethylcyclotetrasilazane from the ammonolysis of dichloromethylsilane in diethyl ether », Journal of Materials Science, vol. 29, no 6,‎ , p. 1680-1685 (DOI 10.1007/BF00368946, Bibcode 1994JMatS..29.1680Y, lire en ligne)
  5. (en) Ga-Er Yu, J. Parrick, M. Edirisinghe, D. Finch et B. Ralph, « Synthesis of silicon oxynitride from a polymeric precursor. Part III Polymerization and copolymerization of methylcyclosiloxanes and methylcyclosilazanes », Journal of Materials Science, vol. 29, no 21,‎ , p. 5569-5575 (DOI 10.1007/BF00349948, Bibcode 1994JMatS..29.5569Y, lire en ligne)
  6. (en) Ga-Er Yu, Mohan Edirisinghe, D. Finch, B. Ralph et J. Parrick, « Synthesis of silicon oxynitride from a polymeric precursor. Part IV Pyrolysis of the copolymers », Journal of Materials Science, vol. 30, no 21,‎ , p. 5371-5380 (DOI 10.1007/BF00351546, Bibcode 1995JMatS..30.5371Y, lire en ligne)
  7. (en) Xifan Wang, Franziska Schmidt, Dorian Hanaor, Paul H. Kamm, Shuang Li et Aleksander Gurlo, « Additive manufacturing of ceramics from preceramic polymers: A versatile stereolithographic approach assisted by thiol-ene click chemistry », Additive Manufacturing, vol. 27,‎ , p. 80-90 (DOI 10.1016/j.addma.2019.02.012, Bibcode 2019arXiv190502060W, arXiv 1905.02060, lire en ligne)
  8. (en) Abhijeet Lale, Marion Schmidt, Maíra Debarba Mallmann, André Vinícius Andrade Bezerra, Emanoelle Diz Acosta, Ricardo Antonio Francisco Machado, Umit B. Demirci et Samuel Bernard, « Polymer-Derived Ceramics with engineered mesoporosity: From design to application in catalysis », Surface and Coatings Technology, vol. 350,‎ , p. 569-586 (DOI 10.1016/j.surfcoat.2018.07.061, lire en ligne)
  9. (en) Tsali Cross, Somuri Prasad et Rishi Raj, « Friction and Wear Behavior of Silicon Carbonitride Processed From the Polymer-Derived Ceramic Route », Proceedings of WTC2005 World Tribology Congress III,‎ (DOI 10.1115/WTC2005-64022, lire en ligne)
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