The Krasno deposit is only one active mine at Slavkovsky les. Mined are feldspars raw materials with high quality, commonly used in ceramic and glass industry. Mined raw material has a lot of additional components, which has influence on quality of raw material. Main additional components are unwanted coloring Fe oxides. Another additional components are apatite and topaz, which dont have influence on quality of raw material. The most interesting additional components of raw material are Ta - Nb, Li - Rb minerals. Currently the processing of raw material is under modernization for maximal separation high quality of feldspar material. The result of semi-processing operation shows the concentrate can be potential source of strategic raw materials as Nb - Ta or Li - Rb mineralization. For separation of these minerals and elements must be realized detailed research of selected processing and properties of these minerals. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

摘要 i Abstract ii 誌謝 iv 表目錄 vii 圖目錄 1 一、 緒論 6 1-1前言 6 1-2研究動機與目的 7 1-3氫氧化鋁介紹 8 1-3-1氫氧化鋁結構 9 1-3-2氫氧化鋁之應用 10 1-4氧化鋁介紹 11 1-4-1氧化鋁晶型及結構 13 1-4-2氧化鋁之應用 16 二、 文獻回顧 17 2-1電漿定義及特徵 17 2-1-1非熱電漿之理論 21 2-1-2液相脈衝電漿之原理 24 2-1-3顆粒形成流程 28 2-1-4電漿法製備無機物粉末 30 2-2 製備α相氧化鋁粉末 41 2-2-1拜耳法 43 2-2-2溶膠凝膠法 48 2-2-3水熱法 50 2-2-4機械球磨法 56 2-2-5沉澱法 57 2-2-6燃燒法 59 三、 實驗方法與步驟 60 3-1實驗藥品與設備 60 3-2研究內容 63 3-3實驗流程與架構 65 3-4 本實驗設計之綠能特色 68 四、 結果與討論 69 4-1 氫氧化鋁之產量及反應機構 69 4-2氫氧化鋁之X-Ray繞射儀分析(X-Ray Diffractometer,XRD) 74 4-3氫氧化鋁之EDS(X-Ray energy dispersive spectrometer)分析 77 4-4氫氧化鋁之FE-SEM分析 78 4-5氫氧化鋁之粒徑分析 91 4-6氫氧化鋁之比表面積分析分析 94 4-7氧化鋁之鍛燒溫度探討 98 4-8氧化鋁之持溫時間探討 105 4-9氧化鋁添加硝酸銀之探討 111 4-10氧化鋁添加造孔劑之探討 118 五、 結論 124 六、 未來工作 126 參考文獻 127

Les céramiques sont couramment utilisées depuis les années 1960 comme matériaux constitutifs de blindages. En effet, grâce à leurs très bonnes propriétés physiques et mécaniques, elles permettent, pour un même niveau de protection, un gain de masse important par rapport aux blindages métalliques. Cependant, la microstructure d’une céramique peut avoir une forte influence sur sa résistance à l’impact. Le but de cette thèse est, à partir d’essais de caractérisation et en se basant sur l’utilisation de quatre nuances de carbure de silicium présentant des microstructures différentes, d’éclaircir les liens entre microstructure et performance à l’impact. Les campagnes expérimentales de compression dynamique et d’écaillage sont basées sur une utilisation innovante du moyen GEPI installé au CEA Gramat. Pour l’étude du comportement en compression dynamique des céramiques, il a permis d’utiliser la technique d’analyse lagrangienne et ainsi de remonter à l’évolution de la résistance des matériaux au cours du chargement. Pour les essais d’écaillage, il a permis, entre autres, une étude de la sensibilité à la vitesse de déformation de la résistance en traction dynamique. La caractérisation de la fragmentation dynamique est quant à elle basée sur des essais d’impact sur la tranche. Un essai innovant d’impact sur céramique préalablement fragmentée a également été dimensionné et réalisé. Ces différents essais expérimentaux ont permis de mettre en évidence et de comprendre l’influence de la microstructure du matériau sur son comportement face aux différents types de sollicitations. L’ensemble des résultats expérimentaux a été comparé à des simulations numériques permettant de valider les lois de comportement utilisées. Le modèle de fragmentation des matériaux fragiles DFH (Denoual-Forquin-Hild) a ainsi montré de très bonnes capacités à simuler le comportement des céramiques sous chargement de traction dynamique (écaillage et fragmentation) / Since the sixties, ceramics are commonly used as armour materials. Indeed, thanks to their interesting physical and mechanical properties, they allow a significant weight benefit in comparison to monolithic steel plate armours. However, the microstructure of the ceramic may have a strong influence on its penetration resistance. Based on characterisation tests and on the use of four silicon carbide grades, this work aims to highlight the links between the microstructure and the ballistic efficiency. Experimental compressive and spalling tests are based on the use of the GEPI device. For studying the compressive dynamic behaviour, it allows using the lagrangian analysis method and characterising the yield strength of the material. For studying the tensile dynamic behaviour, it allows assessing the strain-rate sensitivity of the spall strength. An analysis of the fragmentation process is performed based on Edge-On Impact tests. Moreover, an innovating impact test on fragmented ceramics has been designed and performed. The different experimental results allow a better understanding of the influence of the ceramic microstructure on its behaviour under the different loadings. All the experimental data have been compared to numerical results allowing validating the constitutive models. The DFH (Denoual-Forquin-Hild) damage model of brittle materials showed very good capacities to simulate the tensile dynamic behaviour of ceramics (spalling and fragmentation)

Les objectifs de ce travail sont d'une part d'étudier la structure électronique de carbures de titane bidimensionnels appartenant à la famille des MXènes, et d'autre part de synthétiser des films minces pour caractériser certaines de leurs propriétés. L'étude de la structure électronique a été réalisée sur le système Ti3C2T2 avec une attention particulière portée aux groupements de surface T (T=OH, F ou O) en comparant les résultats obtenus par spectroscopie de perte d'énergie des électrons à ceux des calculs ab initio. Cette étude, portée à la fois sur les excitations du gaz d'électrons de valence et des électrons de coeur, a permis de mettre en évidence la localisation des groupements de surface, ainsi que leur influence sur la structure électronique du MXene. La comparaison des simulations et des spectres expérimentaux a également permis de caractériser la nature chimique des groupements de surface. Enfin, la limite d'une telle étude est discutée en considérant les phénomènes d'irradiation responsables de la perte d'atomes d'hydrogène. La synthèse d'échantillons modèles nécessite la synthèse préalable d'un film mince de phase MAX précurseur pour le MXene : nous avons choisi la phase Ti2AlC, précurseur de Ti2C. La synthèse de Ti2AlC a été réalisée par recuit ex-situ de systèmes multicouches déposés à température ambiante. Les films ont été caractérisés par diffraction des rayons X et microscopie électronique en transmission. Au-delà de l'obtention d'un film mince de Ti2AlC texturé, cette étude a permis de montrer que la phase recherchée était obtenue via des mécanismes d'interdiffusions induisant la formation d'une solution solide métastable vers 400°C qui se transforme en phase MAX vers 600°C. Enfin, l'application de ce procédé à la phase V2AlC a permis de montrer l'importance de l'orientation de la phase initiale pour l'obtention d'un film mince texturé. / The aim of this work is at first to study the electronic structure of bidimensional titanium carbide systems, belonging to the MXene family and also to synthesize thin films of such new materials to characterize their properties. The study of the electronic structure has been performed for the Ti3C2T2 MXene with a special attention to the T surface groups by using a combination of electron energy loss spectroscopy and ab initio calculations. This study, focused on both valence and core electrons excitations, enabled the identification of the surface group localization, their influence on the MXene electronic structure as well as their chemical nature. The limits of our TEM-based study is also discussed in view of irradiation phenomena which induce the loss of hydrogen atoms. The synthesis of a MXene thin film requires, beforehand, that of a MAX phase thin film: we opted for Ti2AlC, the precursor for the Ti2C MXene. The MAX phase thin film synthesis was carried out by ex-situ annealing of a multilayer layers. X-ray diffraction experiments and cross-sectional transmission electron microscopy observations show that a highly textured Ti2AlC thin film is obtained above 600°C after the formation, at 400°C, of a metastable solid solution. Finally, by using the same process for V2AlC, we demonstrate that the initial phase orientation plays a key role for the texture of the thin film so obtained.