Sintering by Hot Isostatic Pressing (HIP) and Spark Plasma Sintering (SPS) of Silicon Carbide (SiC) nanoparticles synthesized by laser pyrolysis pilot scale

Pure or with sintering additives (Al2O3+ Y2O3) SiC nanoparticles (20?nm) synthesised by laser pyrolysis at pilot scale were first cold pressed under 1?GPa and then sintered by Hot Isostatic Pressing (HIP) and Spark Plasma Sintering (SPS). Pure SiC samples densified by HIP have a higher density (95%) than SPS ones (80%). With help of sintering additives, both HIP and SPS samples are near theoretical density. Smaller grain size were observed for HIP pellets (pure ~35?nm and with additives ~100 to 200?nm). Whereas SPS samples grain size were between 100?nm and 1 ?m. A primary mechanical properties study demonstrates a hardness (28?GPa) and a toughness (6.5?MPa?m1/2) optimum when crystallite size is around 200?nm.Des nanoparticules en SiC (20?nm) synth?tis?es par pyrolyse laser ? ?chelle pilote et pr?alablement compact?es ? plus de 1 GPa avec ou sans ajouts de frittage (Al2O3+ Y2O3) ont ?t? fritt?es par Compression Isostatique ? Chaud (CIC) et par Spark Plasma Sintering (SPS). Pour les ?chantillons fritt?s sans adjonction d'ajouts, des taux de densification de l'ordre de 95?% ont ?t? obtenus par CIC alors que par SPS ils sont inf?rieurs ? 80?%. En pr?sence d'ajouts les deux m?thodes ont permis de densifier les mat?riaux ? des valeurs proches de 100?%. Les plus faibles tailles de grains apr?s frittage ont ?t? observ?es pour les ?chantillons fritt?s par CIC (sans ajouts : ~35?nm et avec ajouts : ~100?200?nm) alors que par SPS les tailles de grains se situent typiquement entre 100 nm et 1??m. Une ?valuation des propri?t?s m?caniques de base a permis de mettre en ?vidence un optimum de duret? (28?GPa) pour des tailles de domaines monocristallins de 200 nm correspondant aussi ? un optimum de t?nacit? (6,5?MPa?m1/2).