Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les avancées dans le domaine énergétique obligent à la création de nouvelles générations de matériaux énergétiques conçus pour les applications microsystèmes. Les nanotechnologies, avec les perspectives de maîtrise de la composition et de la structure à l’échelle nanométrique, arrivent à point pour répondre à cette attente. De ce fait, les voies d’amélioration des matériaux conventionnels, mais également celles de synthèse de matériaux nanocomposites thermiques sont nombreuses et prometteuses. Les observations ont établi que certaines des propriétés des matériaux énergétiques, comme la température d’initiation et la vitesse de combustion, sont fortement influencées par l’agencement et l’intimité de contact des constituants.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Advances in the energetic domain require the development of new generations of energetic materials conceived for microsystem applications. Nanotechnologies, with the prospects of mastery of composition and structure at the nanometric scale, have come at the right time to meet this need. Indeed, the means of improvement for conventional materials and also those for the synthesis of thermal nanocomposite materials are numerous and promising. Observations have established that certain properties of the energetic materials, such as the initiation temperature and the combustion velocity are strongly influenced by the lay-out and contact intimacy of the components.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Jusque dans les années 1980-1990, les matériaux énergétiques étaient principalement employés dans les applications militaires, spatiales, et quelques applications civiles comme, par exemple, l'industrie minière.
Au début des années 1990, a émergé l'idée d'intégrer, sur les microsystèmes silicium, des matériaux énergétiques dans la perspective de disposer de micro-actionnements locaux dans des volumes extrêmement petits (inférieurs au mm3) et des forces relativement conséquentes (~ 0,1 N).
Aujourd'hui, les applications sont plus exigeantes et supposent de créer de nouvelles générations de matériaux énergétiques strictement conçus pour les applications microsystèmes : il faut assurer à la fois les performances énergétiques et la compatibilité technologique. Dans ce contexte, l'émergence des nanotechnologies ouvre, pour les matériaux énergétiques, de nouvelles perspectives encore inexplorées, celles de créer des matériaux très performants nanostructurés, c'est-à-dire où la composition et la structure sont maîtrisées à l'échelle nanométrique, sinon moléculaire. On peut espérer aussi créer des matériaux énergétiques à décomposition chimique et thermique contrôlées. Le champ à explorer est extrêmement vaste.
On peut ici utilement le réduire en considérant prioritairement les matériaux énergétiques déjà utilisés en microélectronique. Le dossier propose une exploration complète de l'apport potentiel des nanotechnologies dans le domaine des matériaux énergétiques intégrables, à partir des résultats des premiers travaux de recherche publiés.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Innovation > Nanosciences et nanotechnologies > Nanotechnologies pour l'énergie, l'environnement et la santé > Nano matériaux énergétiques : perspectives d'intégration dans les microsystèmes > Différentes voies d'amélioration des matériaux conventionnels
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(150 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Différentes voies de synthèse des nanocomposites thermiques
En anglais
4. Différentes voies d'amélioration des matériaux conventionnels
4.1 Dopage avec des nanoparticules d'aluminium
L'incorporation de nanoparticules fortement conductrices thermiques dans les compositions énergétiques composites a été la première voie explorée par les chercheurs pour améliorer la conduction thermique du front de flamme dans le matériau et, donc, augmenter la vitesse de combustion.
(
) (Crédit photo Energetic Materials, Ulrich Teipel, WILEY-VCH)
-
Les nanoparticules d'Al sont les plus largement utilisées pour doper les matériaux énergétiques, et ce pour les raisons suivantes :
-
l'aluminium est un métal couramment utilisé en micro électronique et microtechnologie et est relativement peu coûteux ;
-
la formation d'un oxyde natif en surface de la particule élimine tout risque de combustion spontanée de la poudre ;
-
l'aluminium a une conductivité thermique élevée (237 W/mK) par rapport au zirconium (22,7 W/mK), ou à l'antimoine (24,3 W/mK), deux métaux aussi utilisés sous forme de nanoparticules pour le dopage de propergols ;
-
des nanoparticules d'aluminium sont commercialisées sous le nom Alex®. Les particules Alex®, produites par EEW (ElectroExplosion of metal Wire) sont sphériques et leurs diamètres compris entre 20-100 nm. Elles sont passivées par une couche d'alumine d'environ 2-3 nm.
Depuis la fin des années 1990, plusieurs équipes ont étudié l'effet du dopage de propergol solide composite avec de la poudre d'aluminium ultra-fine de type Alex®. Les proportions étudiées sont typiquement comprises entre 4 et 20 %.
-
-
Mench et al. ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(150 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Différentes voies d'amélioration des matériaux conventionnels
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROSSI (C.), BRIAND (D.), DUMONTEUIL (M.), CAMPS (T.), PHAM (P.Q.), De ROOIJ (Ni.F.) - Matrix of 10 × 10 Addressed Solid Propellant Microthrusters : Review of the Technologies. - Sensors and Actuators A : Physical, vol. 126, no 1, p. 241-252 (2006).
-
(2) - YOUNGNER (D.W.), LU (S.T.), CHOUEIRI (E.), NEIDERT (J.B.), BLACK III (R.E.), GRAHAM (K.J.), FAHEY (D.), LUCUS (R.), ZHU (X.) - MEMS Mega-pixel Microthruster Arrays for Small Satellite Stationkeeping. - Proceedings of the 14th Annual AIAA/USU Conference on Small Satellites, AIAA Paper SSC00-X-2, 21-24 août 2000.
-
(3) - LEWIS Jr (D.H.), JANSON (S.W.), COHEN (R.B.), ANTONSSON (E.K.) - Digital Micropropulsion. - Sensors and Actuators A : Physical, vol. 80, p. 143-154 (2000).
-
(4) - TEASDALE (D.), MILANOVIC (V.), CHANG (P.), PISTER (K.) - Microrockets for Smart Dust. - Smart Materials and Structure, vol. 10, p. 1145-1155 (2001).
-
(5) - LINDSAY (W.), TEASDALE (D.), MILANOVIC (V.), PISTER (K.), PELLO (C.F.) - Thrust and Electrical Power from Solid Propellant Microrockets. - ...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Nanosciences et nanotechnologies
(150 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
