Fabrication de matériaux

Une poudre peut être considérée comme un état de la matière particulier : une suspension de particules solides dispersées dans une matrice gazeuse, l’air. Les propriétés macroscopiques d’une poudre sont dès lors dépendantes des interactions entre chaque grain et la matrice gazeuse. On comprend ainsi l’importance de maitriser les propriétés physico-chimiques des poudres pour en contrôler et comprendre le comportement.

La spécialité du GREENMAT est de contrôler la microstructure et la composition des poudres pour en maitriser les propriétés macroscopiques. Ce contrôle permet ainsi faciliter leur utilisation dans des domaines d’application tels que la chimie, la pharmacie, la défense, le spatial, l’environnement ou encore l’agroalimentaire. Notre mission est de vous permettre de développer et tester ces nouvelles poudres pour vous aider à prendre les bonnes initiatives en

Transférabilité industrielle de nos procédés, un atout pour vos développements dans le domaine des poudres

Le GREENMAT ne travaille exclusivement qu’avec des installations pilotes qui vous garantissent une facilité de transfert industriel des procédés développés.
Dans le domaine des poudres, nos missions se concentrent essentiellement :

• sur la préparation de poudres ;
• la mise en forme de poudres par spray drying 
• la granulation, le mélange, le recouvrement et la protection de poudres par spray drying ;
• la dispersion de poudres  ;
• le broyage de poudres ;
• la consolidation de poudres pour en faire des objets tridimensionnels par impression 3D ;
• la caractérisation des poudres.

Notre champ d’expertise couvre les poudres céramiques, les poudres organiques pharmaceutiques, les poudres métalliques, les poudres polymériques. Nos installations sécurisées nous permettent également de traiter et de travailler des poudres nanométriques métalliques comme l’aluminium, le magnésium, le silicium, le fer,…Nous pouvons également travailler en étroite relation et en toute confidentialité avec vous sur des compositions pyrotechniques dans notre laboratoire ATEX développé à cet effet. 

Céramiques, Biomatériaux, Métaux et Matériaux organiques

Si le laboratoire GREENMAT a développé des compétences de pointe dans le domaine du traitement des poudres (spray-drying et broyage), il possède également une forte expertise dans la fabrication et la synthèse de nouveaux matériaux. Des céramiques techniques aux intermétalliques en passant la cristallisation de matériaux organiques et l’extraction de matériaux issus du recyclage, le GREENMAT a développé des procédés qui permettent la fabrication et le traitement de nombreux matériaux comme l’hydroxyapatite, le silicium, des matériaux de cathode et d’anode pour batteries Li-, Na- et K-ion, des matériaux thermoélectriques, des matériaux pour la photocatalyse, des supports de catalyseurs ou encore des poudres pharmaceutiques.  Deux voies principales de fabrication sont disponibles au GREEnMat – voie liquide et voie sèche – et permettent la synthèse de nanopoudres, de poudres submicroniques ou de poudres microniques.

Fabrication de matériaux par voie liquide : contrôle de la morphologie et taille des particules 

La fabrication ou la synthèse en voie liquide regroupe les procédés de précipitation à pression atmosphérique ou sous pression (en réacteur hydrothermal ou solvothermal). Plusieurs réacteurs de différentes capacités (de 50 mL jusqu’à 5 L) sont disponibles au GREEnMat, ce qui autorise des tests jusqu’à une échelle pilote et permet de vérifier la transférabilité des tests effectués au laboratoire. L’avantage de ces techniques de synthèse est qu’elles permettent d’assurer un contrôle optimisé de la microstructure des matériaux (granulométrie et morphologie). De plus, travailler sous pression modifie les propriétés intrinsèques du milieu réactionnel ce qui permet souvent d’accroître fortement les cinétiques de réaction et d’obtenir les matériaux désirés en une seule étape sans avoir besoin de recourir à un traitement thermique ultérieur. Pour plus d’informations sur les techniques disponibles au GREENMAT, contactez-nous.

Fabrication de matériaux par voie solide  

La fabrication en voie solide passe au préalable par une homogénéisation des précurseurs, soit en voie solide (broyage), soit en voie liquide (spray-drying). Les poudres homogènes obtenues sont ensuite calcinées pour obtenir la phase désirée. Le GREENMat possède des fours de traitement thermique sous air et sous atmosphère contrôlée (azote, argon, argon/hydrogène,…), ce qui permet une large gamme de traitements thermiques et la synthèse de composés en présence de carbone ou d’intermétalliques. Le GREEnMat est également doté des outils nécessaires à l’optimisation des cycles de déliantage et de calcination. Contactez-nous.

Mise en forme de matériaux : du précurseur à la pièce finale 

Outre la fabrication d’un nouveau matériau, le laboratoire GREENMAT dispose de l’expertise pour vous accompagner dans sa mise en forme (pulvérisation, pressage, coulage, impression 3D, électrodéposition, …). Du matériau sous forme de poudre ou de film, jusqu’à son incorporation dans un système complexe, pile bouton, pouch cell, pièce en céramique complexe, cellules photovoltaïques,…le GREENMAT possède une large gamme de techniques à l’échelle du laboratoire pour éprouver et tester les matériaux fabriqués.

Optimisation des procédés de fabrication 

Afin d’optimiser ses procédés de fabrication, le GREENMat est équipé de techniques de caractérisation spécifiques et de pointe qui permettent entre autres de déterminer les phases cristallographique in situ en fonction de la température, les pertes de masse et les échanges énergétiques en fonction de la température, la granulométrie et la morphologie des particules. De nombreuses autres techniques sont directement disponibles au sein du laboratoire afin de caractériser plus spécifiquement les propriétés intrinsèques du matériau en fonction de l’application visée (électrochimie, propriétés optiques ou électroniques,…). L’accessibilité aisée aux différentes techniques de caractérisation au sein du laboratoire GREEnMat et à proximité des procédés de synthèse permet de réaliser des analyses en semi-continu durant les réactions de synthèse. Cette rapidité et facilité d’accès garantit un contrôle et un suivi rigoureux des procédés afin d’extraire un maximum d’informations en cours de réaction sans perte de temps.