Ingénierie et synthèse de céramiques techniques par plasma thermique

等离子热能技术的工程与合成

• 批准号: RGPIN-2021-02827
• 负责人: Veilleux, Jocelyn
• 金额: $ 2.4万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=753797
• 关键词: Ing; nierie; et; synth; se

Le programme proposé vise le développement et la synthèse par plasma thermique de céramiques techniques issues de systèmes ternaires et quaternaires et, plus spécifiquement, le diagnostic des interactions plasma-précurseurs et la modélisation des écoulements réactifs se déroulant lors de la synthèse. La fabrication conventionnelle de céramiques techniques repose sur les voies sèche ou humide, suivies d'un long traitement thermique pour calciner et cristalliser les matériaux. Les synthèses et dépôts par plasma thermique permettent de réaliser ces étapes de calcination et cristallisation en quelques millisecondes, tout en offrant des phases et microstructures uniques. Les précurseurs sont injectés dans le plasma où ils sont fondus, voire évaporés et dissociés. Ils vont nucléer ou réagir, condenser et croître sous forme de nano/micro particules. Celles-ci sont trempées et récoltées sous forme de poudres ou projetées sur un substrat. Lorsque plusieurs précurseurs sont injectés, la stochiométrie, la phase et la morphologie sont difficilement contrôlables; les précurseurs affectent les propriétés du plasma et engendrent des interactions et réactions chimiques complexes. Pour faciliter l'adoption des plasmas thermiques par l'industrie des céramiques techniques et bénéficier des avantages qui en découlent, la compréhension des interactions plasma-précurseurs et de la thermochimie réactionnelle des écoulements pose d'importants défis fondamentaux. Pour les relever, le programme proposé s'attaquera à quatre objectifs : 1. Comprendre l'effet des précurseurs sur les propriétés du plasma, en cartographiant les interactions plasma-matière et les réactions chimiques à l'aide de la spectroscopie d'émission optique. 2. Développer et valider des modèles numériques d'écoulements réactifs plasma-précurseurs afin de prévoir la morphologie, la stochiométrie et la phase des céramiques techniques produites. 3. Intégrer les connaissances acquises à un outil de sélection/conception qui raccourcira le temps de développement en orientant le choix des précurseurs et des paramètres d'opération du plasma pour obtenir la morphologie, la stochiométrie et la phase souhaitées. 4. Appliquer les connaissances développées à la synthèse de matériaux de cathode et d'électrolytes solides pour les batteries au lithium. Les céramiques techniques sont essentielles pour relever les défis sociétaux en énergie, environnement et santé des prochaines décennies. Par exemple, l'électrification des transports exige des cathodes de batterie au lithium à haute densité d'énergie, comme les oxydes de Li, Ni, Mn, Co. Ce programme contribuera au renforcement de l'expertise canadienne en ajoutant les céramiques techniques à l'éventail des matériaux produits par plasma thermique. Les employeurs rechercheront du personnel hautement qualifié capable de non seulement fabriquer des céramiques techniques, mais aussi de concevoir et d'optimiser ces matériaux de pointe pour des applications durables.

该方案建议对三、四元系统的等离子体发射技术问题进行改进和调整，并特别说明等离子体-前体相互作用的诊断和反应性电偶的调整。传统的陶瓷制造技术依赖于材料的煅烧和结晶的长期处理。等离子体的结晶和分解过程允许在毫秒内煅烧和结晶，并提供独特的相和微观结构。前体药物注射到血浆中，会蒸发和分离。Ils vont nucléer ou réagir，condenser et croquittre sous forms de nano/micro particules. Celles-ci sont trempées et récoltées sous form de poudres ou projetées sur un substrat. Lorsque plusieurs precurseurs sont injection，la stochiométrie，la phase et la morphologie sont difficilement controlables; les precurseurs affectent les propriétés du plasma et engendrent des interactions et réactions chimiques complex. Pour faciliter l'adoption des plasmas technologies par l'industrie des céramiques techniques et bénéficier des avantages qui en découlent，la compréhension des interactions plasma-pécurseurs et de la thermochimie réactionnelle des écoulements pose d'importants défis fondamentaux.为了使这些人能够接受，拟议的方案有以下五个目标：1.理解前序对等离子体特性的影响，绘制等离子体-材料相互作用和光学光谱辅助下的化学反应。2. Décourper et valider des modéles numériques d'écoulements réactifs plasma-precurseurs afin de prévoir la morphology，la stochiométrie et la phase des céramiques techniques produites. 3. Intégrer les connaissances acquises à un outil de selection/concept qui accourcira le temps de décement en orientant le choix des precurseurs et des parametres d'opération du plasma pour obtenir la morphologie，la stochiométrie et la phase souhaitées. 4.为Au锂电池的阴极材料和固体电解质材料提供相关知识。这些监测技术对解决能源、清洁和清洁社会保障问题至关重要。另一方面，电池Au阴极的运输需要高密度的锂，如Li、Ni、Mn、Co的氧化物。Ce计划有助于加拿大Au专业知识的提高，以突出等离子体电池材料产品的销售技术。研究人员应具备制造陶瓷技术的资质，迈斯还应具备制造和优化耐用材料的资质。