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Saysouk, François. Elaboration et caractérisation de film polyimide/nitrure de bore nanocomposites pour l'isolation électrique à haute température

Saysouk, François (2014). Elaboration et caractérisation de film polyimide/nitrure de bore nanocomposites pour l'isolation électrique à haute température.

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Résumé en francais

La recherche permanente de l'intégration et/ou du fonctionnement dans des régions chaudes des dispositifs électroniques de puissance se traduit par une augmentation du niveau des contraintes électriques et thermiques imposées à tous leurs constituants. Cela concerne en particulier les constituants des modules de puissance et des machines tournantes à haute température. Suite à une étude bibliographique qui a permis d'analyser les différentes structures d'isolations pouvant être adaptées à un fonctionnement à haute température (>200°C), il ressort en particulier un besoin en couches diélectriques minces afin d'isoler les différentes parties des module de puissance et des machines tournantes. Les polyimides, matériaux polymères thermostables, bien qu'ils soient de bons candidats pour ce type d'applications présentent cependant des limites d'un point de vue électrique lorsqu'ils sont utilisés dans cette gamme de températures élevées. L'introduction de nanoparticules inorganiques dans la matrice polyimide, peut être une solution pour renforcer les propriétés diélectriques. La disponibilité de nouvelles nanoparticules permet d'envisager des performances accrues des matériaux jusqu'à 400 °C sous fort champ. Durant cette thèse, de nouveaux nanocomposites polyimide/nitrure de bore (PI/BN) ont été élaborés et leurs propriétés diélectriques ont été étudiées particulièrement dans la gamme 200 °C à 350 °C. En particulier, l'étude de l'influence de la taille des nanoparticules de BN (entre 40 nm et 250 nm) a été étudiée. De nombreuses améliorations ont été apportées au niveau du procédé d'élaboration des nanocomposites PI/BN, notamment pour lutter contre la formation d'agglomérats dans la matrice limitant les performances des propriétés diélectriques sous fort champ électrique. Les améliorations de ces dernières comparées au PI non chargé se traduisent au niveau des pertes diélectriques, des courants de conductions et de la conductivité électrique par une diminution de l'ordre de 2 à 4 décades dans la gamme de températures considérées. De plus, le champ de claquage comparé au polyimide non chargé a été multiplié par deux à 350°C dans le cas d'un des nanocomposites élaborés. Finalement une analyse des différents mécanismes physiques de conduction électrique impliqués dans cette amélioration a été réalisée.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Diaham, Sombel
Locatelli, Marie-Laure
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire PLAsma et Conversion d'Energie (LAPLACE), UMR 5213
Mots-clés libres :Nanocomposites - Polyimide - Isolation électrique - Haute température - Propriétés diélectriques
Sujets :Electricite, électronique, automatique
Déposé le :13 Mar 2015 15:21