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Production et procédés

Niveau de production et procédés de fabrication ?

Le niveau actuel de production des nanomatériaux est très sensiblement différent au niveau industriel ou en laboratoire. Pour un inventaire complet des particules anthropiques, consulter la base de données: www.nanowerk.com.

Trois types de procédés de fabrication de nano-objets (physiques, chimiques et mécaniques) sont utilisés. Ces objets sont ensuite traités puis incorporés dans un volume ou sur une surface. Chaque intégration est caractérisée par la force de liaison des particules avec la structure.

Procédés mécaniques

124_confinement_procede_mecanique

Réacteur de production confiné.

124_hyper_corroyages

Atelier Nanomil DTNM.

124_mecanosynthese_nanomil

Hypercorroyage: méthodes “du coude” et par torsion compression.

Mécanosynthèse

Des poudres micrométriques (1 à 50 microns) de plusieurs alliages sont broyées par agitation avec des billes de tungstène ou d'acier jusqu'à obtention d'une taille nanométrique. Dès 1998, INCO (USA) produisait 350 tonnes d'Oxyde DispersedStengthening (ODS), ZOZ (D) 600Kg/j d'un matériau de soudure Cu-Zn, APT/ANT (AUS) des nanoparticules ZnO pour les protections solaires. Mis en œuvre dans des systèmes clos en phase sèche, ces procédés font intervenir des énergies mécaniques élevées. Les sources potentielles de contamination concernent les fuites des équipements, une filtration défectueuse sur les extractions ou les phases de récupération des matériaux.

Fortes déformations

Une forte déformation permet de raffiner la structure d'un matériau cristallin (métal, céramique) jusqu'à obtenir une taille de grains de quelques dizaines de nanomètres. Cette technique permet généralement une amélioration des propriétés de ténacité et de ductilité. Le risque  d'exposition aux nanoparticules est a priori nul.

Frittage

Les techniques de frittage permettent d'obtenir des pièces massives à partir de matériaux pulvérulents (poudres métalliques, céramiques semi-conducteurs et organiques). Les pièces massives les plus importantes peuvent présenter des diamètres de 80 cm pour une épaisseur de quelques centimètres. La phase de préparation avec manutention des poudres est critique. Le confinement des poudres doit ainsi être assuré.