Matériaux Inorganiques

Matériaux intermétalliques

Objectifs du thème de recherche

 

 Le domaine industriel est en plein essor grâce à la découverte de nouveaux matériaux possédant des propriétés remarquables et répondant aux exigences toujours croissantes de l’industrie. La découverte de ces matériaux est due aux efforts déployés pour trouver les phases qui se forment à différentes températures et d’en définir leurs propriétés d’où le recours aux diagrammes d’équilibre entre phases. La mise en évidence de ces dernières fait appel à diverses techniques d’analyses expérimentales. Dans un diagramme de phase d’un système métallique on voit apparaître plusieurs types d’équilibres : liquide-solide, liquide-liquide et solide-solide, surtout les deux derniers qui sont difficiles à mettre en évidence par l’emploi de méthodes traditionnelles (analyse thermique,calorimétrie). Les intermétalliques sont définis comme étant des phases solides contenant deux ou plusieurs métaux, avec éventuellement un ou plusieurs éléments non métalliques, dont la structure cristalline diffère de celles des éléments constitutifs.

Les intermétalliques qui ont trouvé un développement et un progrès remarquables au cours de ces dernières années sont les intermétalliques à base de terres rares et métaux de transition (R-M). Ces composés forment des matériaux largement utilisés dans le domaine des aimants permanents de hautes performances tel que le Nd2Fe14B qui présente un champ coercitif de l’ordre de 2,3 T, et on trouve aussi des matériaux magnétocaloriques appliqués pour la réfrigération magnétique comme les composés Gd5Si2Ge2 et La(FeSi)13 qui possèdent des valeurs d’entropie magnétique ΔSM égale à 7,26 J/kg.K et 22,56 J/kg.K, respectivement, et qui sont actuellement les plus commercialisés. Les propriétés remarquables de ces matériaux magnétiques proviennent de la présence simultanée, dans le même composé, de métaux de transition 3d, caractérisés par un magnétisme itinérant donné par les électrons de la bande externe 3d, et des métaux de terres-rares 4f qui, eux, présentent un magnétisme localisé dû aux électrons de la couche interne 4f.

Contexte du thème de recherche

La recherche présentée ici se concentrera sur des composés alliant un métal de terre-rare (Gd, Nd, Y, Sm…) le fer et un métal ou métalloïde (Cu, Cr, Co, Ga, Ni….). L’yttrium qui est un élément de transition d’apparence métallique, qui possède un comportement chimique proche de celui des lanthanides, allié avec le fer et un métalloïde  (le gallium). Ce type de composés intermétalliques conjugue en effet des propriétés magnétiques exceptionnelles: effet magnétocalorique très important, aimantation et une température de Curie ajustables et une forte anisotropie magnétocristalline grâce à la présence des éléments R. Par ailleurs, les composés intermétalliques associant un élément de terre rare R et deux éléments de métaux de transitions ou métalloïde de tailles et électronégativités nettement différentes permettent de disposer de liaisons métalliques, mais aussi d’interactions localisées, de type covalent, donc on peut parler de caractère métallo-covalent.

    Pour réaliser ce travail, on doit corréler entre les propriétés cristallochimiques (diagramme de phase ternaire, environnement des atomes, distances inter-réticulaires, compositions et stabilités des phases .  .) et les propriétés magnétiques (aimantation, types d’interactions entre les atomes, hystérèse thermique et magnétique, anisotropie magnétocristalline, température de Curie . . . ).

Dans ce projet, nous allons continuer à concentrer nos efforts sur la synthèse de nouveaux composés intermétalliques dans les systèmes ternaires.

 

Matériaux hybrides

Objectifs du thème de recherche

 

 

Depuis leur découverte, les matériaux moléculaires poreux ont connu un essor considérable. Ils sont devenus incontournables dans des domaines aussi divers que la catalyse,le stockage et la capture de gaz,la détection, les matériaux multifonctions, la pétrochimie, les détergents, le traitement des déchets, etc… Leurs structures particulières parcourues par des canaux leur confèrent des propriétés exceptionnelles d’échange d’ions ou encore d’adsorption de gaz pour ne citer que les plus importantes. Dans l’intérêt d’améliorer ces performances, la recherche de nouveaux composés poreux n’a cessé depuis cette découverte.

 

 

 

Contexte du thème de recherche

Comme objectif, nous visons à l’élaboration de nouvelles briques moléculaires à base de zirconium et d’oxalate servant comme des modules élémentaires de coordination préformés, participant à la conception de nouveaux édifices supramoléculaires poreux. 

D’autre part des briques moléculaires préformées de cyanure de fer(III) seront associées a différents cation amine agissant comme site de reconnaissance par pont hydrogène.  Nous concentrons notre intérêt aussi sur l’obtentiond’architectures ouvertes/poreuses, de prestations, fondées sur la liaison hydrogène. Le caractère ouvert/poreux des architectures établies va être démontré.