Cristallisation complète de verres de chalcogénures : vers des céramiques transparentes pour des applications infrarouges – CHATOFOR

L'objectif principal de CHATOFOR est de développer de nouvelles céramiques transparentes chalcogénures pour l'infrarouge. Ceci sera réalisé par cristallisation totale de verres tels que les systèmes Sn-Ge-S, Sn-Ge-Se et Ba-Ga-Ge-S. Cette méthode innovante a été récemment développée pour élaborer des céramiques oxydes transparentes mais n'a jamais été transposée aux chalcogénures. L'utilisation d'un intermédiaire vitreux (exempt de porosité) permet d'obtenir une céramique dense via un traitement thermique adapté au-dessus de la température de transition vitreuse. Ainsi, le verre peut être cristallisé en céramique fonctionnelle tout en conservant la transparence du verre parent. Ce procédé de cristallisation permet de s'affranchir des étapes complexes de frittage de poudres céramiques. De plus, la mise en forme de la céramique sera facilitée puisqu'elle sera réalisée lors l'étape de formation du verre par moulage du verre. Contrairement aux oxydes, les chalcogénures ont une transparence étendue dans l'infrarouge pouvant aller jusqu'à 30µm. Néanmoins, peu de céramiques chalcogénures transparentes ont été développées en raison de leur procédé conventionnel de fabrication (i.e. frittage de poudres). La cristallisation de verres permet de contourner ces contraintes et d'explorer de nouveaux matériaux ayant de nombreuses applications infrarouges dans l'industrie médicale (diagnostic), le contrôle qualité (détection de polluants, pertes de chaleur), l'automobile (aide à la conduite de nuit) et la défense (dispositifs de vision nocturne).
Deux partenaires (ISCR de Rennes et CEMHTI d'Orléans) sont impliqués dans ce projet. L'ISCR, spécialiste des verres exotiques, sera chargé d'élaborer ces verres et d'évaluer les propriétés mécaniques et optiques des céramiques. Le CEMHTI se concentrera sur l'étude des mécanismes de cristallisation, notamment in situ (DRX, MEB, Raman) et ex-situ par MET haute résolution et développera des céramiques chalcogénures transparentes par cristallisation complète de verres chalcogénures massifs.