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FR2954318A1 - POLYMETALLOSILAZANE FOR THE PREPARATION OF NANOCOMPOSITES WITH DECORATIVE PROPERTIES, WHICH CAN BE PRESENTED IN THE FORM OF MASSIVE OBJECTS - Google Patents

POLYMETALLOSILAZANE FOR THE PREPARATION OF NANOCOMPOSITES WITH DECORATIVE PROPERTIES, WHICH CAN BE PRESENTED IN THE FORM OF MASSIVE OBJECTS Download PDF

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FR2954318A1
FR2954318A1 FR0959101A FR0959101A FR2954318A1 FR 2954318 A1 FR2954318 A1 FR 2954318A1 FR 0959101 A FR0959101 A FR 0959101A FR 0959101 A FR0959101 A FR 0959101A FR 2954318 A1 FR2954318 A1 FR 2954318A1
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FR
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ammonia
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Samuel Bernard
Mirna Bechelany
Junping Li
Philippe Miele
David Cornu
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Claude Bernard Lyon 1
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Claude Bernard Lyon 1
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Publication date
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Abstract

La présente invention concerne un polymétallosilazane modifié, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu selon un procédé comprenant les étapes successives suivantes : a) réaction d'un polysilazane avec une entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné, pour obtenir un polymère de type polymétallosilazane et b) réaction d'ammonolyse par action d'ammoniac du polymétallosilazane obtenu pour éliminer au moins partiellement les groupements carbonés, ainsi qu'un procédé de préparation d'un matériau nanocomposite à partir d'un tel polymétallosilazane modifié et les matériaux nanocomposite sous la forme d'objet massif obtenus.The present invention relates to a modified polymetallosilazane, characterized in that it is capable of being obtained according to a process comprising the following successive steps: a) reaction of a polysilazane with a molecular entity comprising at least one transition metal and at least one a carbonaceous group, to obtain a polymetallosilazane type polymer and b) ammonolysis reaction by ammonia action of the polymetallosilazane obtained to at least partially remove the carbon groups, and a process for preparing a nanocomposite material from such a modified polymetallosilazane and nanocomposite materials in the form of bulk object obtained.

Description

La présente invention est relative au domaine des nanocomposites. Plus précisément, la présente invention concerne un nouveau précurseur du type polymétallosilazane modifié, permettant d'obtenir la préparation de nanocomposites à propriétés décoratives, pouvant se présenter sous la forme d'objets massifs. L'invention a également pour objet un procédé de préparation d'un matériau nanocomposite à partir d'un tel polymétallosilazane modifié et les matériaux nanocomposites sous la forme d'objets massifs obtenus. Un nanocomposite peut être défini comme un assemblage de deux matériaux : une charge ou renfort dont au moins un des paramètres dimensionnels est de l'ordre du nanomètre (typiquement 1 à 100 nm), et une matrice dans laquelle ces nano-renforts sont distribués. De nombreux travaux portent sur des nanocomposites à base de nitrure et notamment à base de trois composants N, Si et M avec M métal de transition. Les nanocomposites du type ne-MN/a-Si3N4 et nc-MN/c-Si3N4 (dans lesquels M est un métal de transition, ne symbolise une phase « nanocristaux », a une matrice amorphe et c une matrice cristalline) sont essentiellement utilisés pour leur propriété d'extrême dureté et rentrent dans la catégorie des « matériaux super durs » (de l'anglais « super hardness materials »). Ils trouvent donc un grand nombre d'applications comme revêtements de protection. En effet, l'introduction de ces nanocomposites de composition ternaire dans les applications de protection d'outils de coupe sous des conditions sévères d'utilisation ou comme agent de protection vis-à-vis des agressions mécaniques extérieures a notamment contribué au remplacement à l'échelle laboratoire des outils à revêtement dur tels que TiN (nitrure de titane). Ces derniers ont été introduits dans les années 80 pour améliorer la résistance vis-à-vis de l'usure des surfaces fortement sollicitées. Les revêtements de type nanocomposites sont beaucoup plus durs et plus résistants à l'usure que les revêtements conventionnels. En plus d'une dureté élevée, les revêtements combinant, par exemple, des phases de nitrure de titane (TiN) et de nitrure de silicium (Si3N4), i.e., nanocomposites Si-Ti-N, présentent une meilleure résistance aux températures élevées qui atteignent facilement les 800°C lors du tournage, du fraisage ou du perçage. Avec l'encapsulation des minuscules grains de TiN dans une mince enveloppe de Si3N4 résistant à l'oxydation, ces revêtements s'oxydent vingt fois plus lentement que les revêtements usuels et cela tout en présentant une dureté aussi élevée que celle du saphir. Parmi les avancées technologiques les plus intéressantes de ces dernières années, des revêtements nanocomposites de type Si-Ti-N, avec une dureté extrêmement élevée (40-100 GPa mesurée par nano-indentation) ont été préparés pour l'usinage et la machinerie intensive. Ces nanocomposites se caractérisent également par leur excellente performance comme barrière de diffusion. Sous forme de revêtements sur des substrats de silicium, ils sont, par exemple, connus pour empêcher l'inter-diffusion du cuivre et sa réaction avec le substrat de silicium dans les circuits intégrés (X.-Z. Liu, et al. J. Am. Chem. Soc. 123, 2001, 8011). Dans ces applications, ces revêtements Si-Ti-N tendent à remplacer progressivement les nitrures métalliques comme le nitrure de titane (TIN). L'obtention de cette combinaison inhabituelle de caractéristiques provient de la nanostructure des matériaux utilisés. Le processus de fabrication est dirigé de telle manière à ce que la taille des grains de TIN ne dépasse pas quelques nanomètres. Pour des raisons physiques, des grains aussi petits ne peuvent pas se déformer et ne peuvent que glisser les uns sur les autres. Ce glissement est toutefois entravé par l'enveloppe de Si3N4 qui entoure les grains. De ce fait, les nanocomposites nc-TiN-a-Si3N4 sont plus durs que leurs différents composants pris isolément. Ces matériaux trouvent également application, en tant que revêtements décoratifs. La couleur est amenée par la présence des nanocristaux de nitrure métallique ce qui confère alors au nanocomposite un caractère multifonctionnel (S.M. Aouadi, et al. Surf. Coatings Tech., 201, 2006, 418 et EP 1614764). En résumé, les nanocomposites tels que le Si-Ti-N sont des matériaux 30 très recherchés pour un grand nombre d'applications, du fait de leurs propriétés remarquables telles que : • Une dureté très importante. • Un point de fusion élevé. • Une inertie chimique. • Une bonne stabilité thermo-dynamique. • Des propriétés décoratives. De nombreuses techniques d'élaboration sont employées pour concevoir de tels nanocomposites. La majorité de ces techniques est mise en oeuvre pour réaliser des revêtements ou dépôts sur substrats, par exemple pour protéger des outils de coupe. Dans ce cas, les méthodes utilisées sont, notamment, la déposition chimique en phase vapeur (chemical vapor deposition CVD), la pulvérisation par magnétron réactif (Reactive magnetron sputtering), le dépôt chimique en phase gazeuse assisté par plasma, l'électrodéposition (Ion plating), le dépôt hypersonique de particules de plasma (Hypersonic plasma particle deposition), ou encore, la déposition par arc (Arc deposition). Dans le cadre de l'invention, les inventeurs se sont orientés vers une toute autre voie qui utilise une méthode chimique, mettant en oeuvre des polymères précéramiques. Une telle voie a été utilisée par J. Lôffelholz, et al. dans Z. Anorg. Al/g. Chem., 626, 2000, 963, mais pour conduire à des matériaux bien différents de ceux obtenus dans le cadre de l'invention. Cette publication décrit l'obtention de nanocomposites Si-M-N. Dans l'étude réalisée, les auteurs mettent en oeuvre un procédé sol-gel non-oxyde par coammonolyse de précurseurs moléculaires de type alkylamides de silicium (Si), de titane (Ti), de bore (B) et/ou de tantale (Ta) pour préparer des polymétallosilazanes. Dans cette publication, les auteurs décrivent l'obtention, à partir de polytitanosilazanes, de poudres céramiques Si-Ti-N dont la structure est décrite textuellement par les auteurs comme une combinaison d'une phase amorphe et d'un nanocomposite partiellement cristallisé. Plus généralement, ils reportent dans cet article la formation d'un composite composé d'une phase binaire nanocristalline en nitrure de titane (TiN) ou de nitrure de tantale (TaN), i.e., nanocristaux, immergée dans une phase ternaire amorphe soit en nitrure de silicium et de titane soit en nitrure de silicium et de tantale, i.e., matrice. Aucune couleur autre que le noir et le gris foncé n'est mentionnée. Riedel et al. (Appt. Organomet. Chem., 15, 2001, 879 et Mater. Chem. Phys., 81, 2003, 195) décrivent également la préparation d'un matériau cristallin TiCXNi_X contenant du silicium par pyrolyse de carbodiimide de titane polymérique. Là encore, le matériau obtenu est composé d'une phase ternaire nanocristalline en carbonitrure de titane immergée dans une phase ternaire amorphe en carbonitrure de silicium. Dans le cadre de l'invention, les inventeurs ont choisi d'utiliser un type bien particulier de polymétallosilazane, en tant que polymère précéramique. Le terme « polymétallosilazane » est abondamment employé dans la littérature et désigne une grande variété de polymères contenant les éléments Si, M, C, H, N et éventuellement O. En général, les polymétallosilazanes, avec dans la majorité des cas M = Ti, i.e., polytitanosilazanes, sont obtenus, selon les techniques antérieures, selon deux méthodes constituées d'une seule étape : La première consiste à faire réagir le tétrachlorure de titane TiCI4 avec un polysilazane ou avec le bis(triméthylsilyl)carbodiimide (CH3)3Si-N=C=N-Si(CH3)3. Cependant, des résidus chlorés peuvent se retrouver dans le polymère et dans les produits de décomposition. La deuxième méthode consiste à faire réagir des polysilazanes ou silazanes ou le bis(triméthylsilyl)carbodiimide (CH3)3Si-N=C=NSi(CH3)3 avec des précurseurs moléculaires contenant l'élément métallique tels que des alcoxydes métalliques ou le diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 éventuellement sous une atmosphère réductrice. Ainsi, les polymétallosilazanes préparés par réaction entre un silazane de type Si[NHCH3]4 et le diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 (J. Lôffelholz, et al. supra) sont décrits dans le brevet US 5,567,832 par les mêmes auteurs pour élaborer des céramiques amorphes autour de systèmes ternaires comme Si-Ti-N et Si-Zr-N, de couleur blanche ou noire, mais nullement pour l'élaboration de nanocomposites. Ces polymères sont thermodurcissables et insolubles, quand la polymérisation est réalisée sous ammoniac. A l'inverse, ils deviennent thermoplastiques et solubles dans les solvants habituels, quand la polymérisation est réalisée avec des amines primaires. Les polymères sont alors mis en forme pour concevoir des géométries particulières de matériaux telles que des fibres, des revêtements. Aucun exemple n'est donné sur ces formes particulières de matériaux amorphes. Aucune géométrie de type objet massif n'est mentionnée et ces matériaux ne sont pas qualifiés de décoratifs. 10 D'autres publications détaillées ci-après décrivent ou utilisent des polymétallosilazanes préparés en une seule étape par condensation du précurseur métallique et du polysilazane, mais aucune de ces publications ne décrit leur utilisation pour la préparation de nanocomposites constitués de nanocristaux de phase binaire dans une matrice amorphe ou cristalline de 15 phase binaire alpha (a : forme hexagonale/groupe d'espace P63/m) et/ou béta (j3 : forme hexagonale/groupe d'espace P31c). Ziegler et al. (Adv. Mater., 7, 1995, 380) utilise des polytitanosilazanes pour préparer des matériaux amorphes de composition Si, Ti, C et N. Ces polymétallosilazanes préparés par réaction entre des polysilazanes et le 20 diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 peuvent être employés pour développer des revêtements amorphes de matériaux comme décrit dans le brevet US 6,544,657. Des revêtements à base de zirconium sont également préparés. Par ailleurs, les matériaux sont obtenus autour du système quaternaire Si-M-C-N. 25 La publication J. Ceram. Soc. Jp., 114, 2006, 502, quant à elle, mentionne l'obtention de matériaux Si-Ti-N dans lesquels le nitrure de silicium est à l'état cristallin alors que la seconde phase est du silicium. Ces matériaux sont préparés à partir de polytitanosilazanes synthétisés par réactions de dialkylamides de titane avec le perhydridopolysilazane. 30 Dans le brevet US 5,436,398, des polymétallosilazanes sont également utilisés pour préparer des formes particulières de céramiques comme des disques ou des revêtements. Ces polymétallosilazanes tels que des polytitanosilazanes et des polyzirconosilazanes sont obtenus par réaction de polysilazanes avec des alcoxydes métalliques et sont utilisés pour l'obtention de céramiques amorphes et nullement de nanocomposites. Par ailleurs, il est important de souligner qu'aucun des documents de l'état de la technique ci-dessus mentionnés qui décrivent la préparation de nanocomposites ou d'une phase nanocristalline dispersée dans une phase amorphe ne mentionnent une possibilité de mise en forme des polymères précéramiques employés et/ou des nanocomposites obtenus à partir de ces polymères. De plus, dans ces documents, l'obtention de nanocomposites qui combinent une phase binaire nanocristalline de nitrure métallique et une matrice amorphe ou cristalline binaire de nitrure de silicium n'est pas mentionnée. Par ailleurs, aucun de ces documents ne décrit la formation d'un polymère de type polymétallosilazane dans le système M-Si-N (M = Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W) capable de combiner un comportement thermoplastique à basse température et un haut rendement céramique pour fabriquer des objets massifs de type nanocomposite. Enfin, les articles mentionnés ci-dessus n'évoquent pas la possibilité de contrôler la couleur des nanocomposites qu'ils soient sous forme de micropoudres ou d'objets massifs. The present invention relates to the field of nanocomposites. More specifically, the present invention relates to a novel precursor of the modified polymetallosilazane type, making it possible to obtain the preparation of nanocomposites with decorative properties, which can be in the form of solid objects. The invention also relates to a process for preparing a nanocomposite material from such a modified polymetallosilazane and the nanocomposite materials in the form of massive objects obtained. A nanocomposite can be defined as an assembly of two materials: a filler or reinforcement of which at least one of the dimensional parameters is of the order of one nanometer (typically 1 to 100 nm), and a matrix in which these nano-reinforcements are distributed. Numerous studies relate to nanocomposites based on nitride and in particular based on three components N, Si and M with M transition metal. The nanocomposites of the type ne-MN / a-Si3N4 and nc-MN / c-Si3N4 (in which M is a transition metal, symbolizes a phase "nanocrystals", has an amorphous matrix and c a crystalline matrix) are essentially used. for their property of extreme hardness and fall into the category of "super hard materials" (of the English "super hardness materials"). They therefore find a large number of applications as protective coatings. Indeed, the introduction of these nanocomposites of ternary composition in cutting tool protection applications under severe conditions of use or as a protective agent vis-à-vis the external mechanical attacks has notably contributed to the replacement of the laboratory scale of hard-coated tools such as TiN (titanium nitride). These were introduced in the 1980s to improve the wear resistance of heavily loaded surfaces. Nanocomposite coatings are much harder and more wear-resistant than conventional coatings. In addition to a high hardness, coatings combining, for example, titanium nitride (TiN) and silicon nitride (Si3N4) phases, ie, Si-Ti-N nanocomposites, exhibit better resistance to elevated temperatures. easily reach 800 ° C during turning, milling or drilling. With the encapsulation of tiny grains of TiN in a thin envelope of Si3N4 resistant to oxidation, these coatings oxidize twenty times more slowly than conventional coatings and that while having a hardness as high as that of sapphire. Among the most interesting technological advances in recent years, nanocomposite coatings of Si-Ti-N type, with extremely high hardness (40-100 GPa measured by nano-indentation) have been prepared for machining and intensive machinery . These nanocomposites are also characterized by their excellent performance as a diffusion barrier. In the form of coatings on silicon substrates, they are, for example, known to prevent the inter-diffusion of copper and its reaction with the silicon substrate in integrated circuits (X.-Z. Liu, et al. Am.Chem.Soc. 123, 2001, 8011). In these applications, these Si-Ti-N coatings tend to gradually replace the metal nitrides such as titanium nitride (TIN). Obtaining this unusual combination of features comes from the nanostructure of the materials used. The manufacturing process is directed in such a way that the grain size of TIN does not exceed a few nanometers. For physical reasons, grains as small as these can not deform and can only slide on each other. This slippage is, however, hampered by the envelope of Si3N4 surrounding the grains. As a result, nc-TiN-a-Si3N4 nanocomposites are harder than their individual components alone. These materials also find application as decorative coatings. The color is brought by the presence of the nanocrystals of metal nitride which then gives the nanocomposite a multifunctional character (S.M. Aouadi, et al., Surf Coatings Tech., 201, 2006, 418 and EP 1614764). In summary, nanocomposites such as Si-Ti-N are highly desirable materials for a large number of applications, due to their remarkable properties such as: • Very high hardness. • A high melting point. • Chemical inertness. • Good thermodynamic stability. • Decorative properties. Many design techniques are employed to design such nanocomposites. The majority of these techniques are used to produce coatings or deposits on substrates, for example to protect cutting tools. In this case, the methods used are, in particular, chemical vapor deposition (CVD), reactive magnetron sputtering (Reactive magnetron sputtering), plasma-assisted chemical vapor deposition, electrodeposition (Ion plating), the hypersonic deposition of plasma particles (Hypersonic plasma particle deposition), or else the deposition by arc (Arc deposition). In the context of the invention, the inventors have turned to a completely different route that uses a chemical method, using preceramic polymers. Such a route has been used by J. Loffellholz, et al. in Z. Anorg. Al / g. Chem., 626, 2000, 963, but to lead to materials very different from those obtained in the context of the invention. This publication describes the production of Si-M-N nanocomposites. In the study carried out, the authors implement a non-oxide sol-gel process by coammonolysis of molecular precursors of alkylamides type of silicon (Si), titanium (Ti), boron (B) and / or tantalum ( Ta) to prepare polymetallosilazanes. In this publication, the authors describe obtaining, from polytitanosilazanes, Si-Ti-N ceramic powders whose structure is described textually by the authors as a combination of an amorphous phase and a partially crystallized nanocomposite. More generally, they report in this article the formation of a composite composed of a nanocrystalline binary phase in titanium nitride (TiN) or tantalum nitride (TaN), ie, nanocrystals, immersed in an amorphous ternary phase or in nitride silicon and titanium either silicon nitride and tantalum, ie, matrix. No color other than black and dark gray is mentioned. Riedel et al. (Appt.Organomet.Chem., 15, 2001, 879 and Mater Chem Phys 81, 2003, 195) also disclose the preparation of a TiCXNi_X crystalline material containing silicon by pyrolysis of polymeric titanium carbodiimide. Here again, the material obtained is composed of a ternary nanocrystalline titanium carbonitride phase immersed in an amorphous ternary silicon carbonitride phase. In the context of the invention, the inventors have chosen to use a very particular type of polymetallosilazane, as a preceramic polymer. The term "polymetallosilazane" is used extensively in the literature and refers to a wide variety of polymers containing the elements Si, M, C, H, N and optionally O. In general, polymetallosilazanes, with in most cases M = Ti, ie, polytitanosilazanes, are obtained, according to the prior art, according to two methods consisting of a single step: The first is to react titanium tetrachloride TiCl4 with a polysilazane or with bis (trimethylsilyl) carbodiimide (CH3) 3Si-N = C = N-Si (CH3) 3. However, chlorinated residues can be found in the polymer and in the decomposition products. The second method consists in reacting polysilazanes or silazanes or bis (trimethylsilyl) carbodiimide (CH 3) 3 Si-N = C = NSi (CH 3) 3 with molecular precursors containing the metallic element such as metal alkoxides or dimethylamide. titanium Ti [N (CH 3) 2] 4 optionally under a reducing atmosphere. Thus, the polymetallosilazanes prepared by reaction between an Si [NHCH 3] 4 type silazane and Ti [N (CH 3) 2] 4 titanium dimethylamide (J. Loffellholz, et al., Supra) are described in US Patent 5,567,832 by US Pat. same authors to develop amorphous ceramics around ternary systems such as Si-Ti-N and Si-Zr-N, white or black, but not for the development of nanocomposites. These polymers are thermosetting and insoluble when the polymerization is carried out under ammonia. On the contrary, they become thermoplastic and soluble in the usual solvents, when the polymerization is carried out with primary amines. The polymers are then shaped to design particular geometries of materials such as fibers, coatings. No examples are given of these particular shapes of amorphous materials. No massive object type geometry is mentioned and these materials are not qualified as decorative. Other publications detailed below describe or use polymetallosilazanes prepared in a single step by condensation of the metal precursor and polysilazane, but none of these publications describe their use for the preparation of nanocomposites consisting of binary phase nanocrystals in a single phase. alpha binary phase amorphous or crystalline matrix (a: hexagonal shape / P63 / m gap group) and / or beta (j3: hexagonal shape / P31c gap group). Ziegler et al. (Adv Mater., 7, 1995, 380) uses polytitanosilazanes to prepare amorphous materials of composition Si, Ti, C and N. These polymetallosilazanes prepared by reaction between polysilazanes and titanium dimethylamide Ti [N (CH 3) 2] 4 can be used to develop amorphous coatings of materials as described in US Patent 6,544,657. Zirconium coatings are also prepared. Moreover, the materials are obtained around the quaternary system Si-M-C-N. The publication J. Ceram. Soc. Jp., 114, 2006, 502, for its part, mentions obtaining Si-Ti-N materials in which the silicon nitride is in the crystalline state while the second phase is silicon. These materials are prepared from polytitanosilazanes synthesized by reactions of titanium dialkylamides with perhydridopolysilazane. In US Patent 5,436,398, polymetallosilazanes are also used to prepare particular shapes of ceramics such as discs or coatings. These polymetallosilazanes such as polytitanosilazanes and polyzirconosilazanes are obtained by reaction of polysilazanes with metal alkoxides and are used to obtain amorphous ceramics and in no way nanocomposites. Furthermore, it is important to emphasize that none of the documents of the state of the art mentioned above which describe the preparation of nanocomposites or of a nanocrystalline phase dispersed in an amorphous phase mention a possibility of shaping the preceramic polymers employed and / or nanocomposites obtained from these polymers. Moreover, in these documents, obtaining nanocomposites which combine a nanocrystalline binary phase of metal nitride and an amorphous or crystalline binary matrix of silicon nitride is not mentioned. Moreover, none of these documents describes the formation of a polymetallosilazane-type polymer in the M-Si-N system (M = Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W) capable of combining a low temperature thermoplastic behavior and a high ceramic yield to make nanocomposite type solid objects. Finally, the articles mentioned above do not evoke the possibility of controlling the color of the nanocomposites whether in the form of micropowders or massive objects.

Dans ce contexte, un des objectifs de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui offrent une possibilité de mise en forme directe ou indirecte sur les nanocomposites obtenus à partir de ces polymères. Un autre objectif de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui puissent conduire à des nanocomposites présentant des propriétés décoratives. Pour cela les inventeurs ont choisi de mettre au point de nouveaux polymétallosilazanes qui puissent conduire à des nanocomposites comportant une phase binaire nanocristalline de nitrure métallique et une matrice amorphe ou cristalline de nitrure de silicium. Une telle structure, par rapport au matériau de l'art antérieur qui comporte une phase nanocristalline ternaire et/ou une matrice ternaire, permet de contrôler la couleur des matériaux obtenus, et ainsi obtenir des matériaux qui présentent des propriétés décoratives, en fonction du choix du métal des nanocristaux de nitrure métallique. Aussi, un des objectifs de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui, en fonction de leur composition, permettent de moduler et contrôler la couleur des nanocomposites qui pourront être obtenus à partir de ces polymétallosilazanes. Un autre objectif de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui permettent de conduire à des nanocomposites qui présentent des propriétés mécaniques satisfaisantes, et notamment améliorées par rapport aux matériaux de l'art antérieur qui comprennent des nanoparticules amorphes de forme ternaire. Un autre objectif de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui permettent de conduire à des nanocomposites sous la forme d'objets massifs. Dans le cadre de l'invention, par « objet massif », on entend un objet autosupporté d'au moins un millimètre d'épaisseur et, de préférence, de géométrie simple telle qu'un cylindre ou un parallélépipède. Un autre objectif de la présente invention est de fournir de nouveaux polymétallosilazanes qui pourront combiner un comportement thermoplastique à basse température et un haut rendement céramique pour fabriquer des objets massifs de type nanocomposite. Dans le cadre de l'invention, les inventeurs se proposent d'utiliser de nouveaux polymétallosilazanes. Aussi, la présente invention concerne des polymétallosilazanes modifiés, caractérisés en ce qu'ils sont susceptibles d'être obtenus selon un procédé comprenant les étapes successives suivantes : a) réaction d'un polysilazane avec une entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné, pour obtenir un polymère de type polymétallosilazane et b) réaction d'ammonolyse du polymétallosilazane obtenu pour éliminer au 30 moins partiellement les groupements carbonés, tout en augmentant le degré de réticulation du polymère. In this context, one of the objectives of the present invention is to provide new polymetallosilazanes which offer a possibility of direct or indirect shaping on the nanocomposites obtained from these polymers. Another object of the present invention is to provide novel polymetallosilazanes which can lead to nanocomposites having decorative properties. For this the inventors have chosen to develop new polymetallosilazanes which can lead to nanocomposites comprising a nanocrystalline metal nitride binary phase and an amorphous or crystalline matrix of silicon nitride. Such a structure, with respect to the material of the prior art which comprises a ternary nanocrystalline phase and / or a ternary matrix, makes it possible to control the color of the materials obtained, and thus obtain materials which have decorative properties, depending on the choice metal nanocrystals of metal nitride. Also, one of the objectives of the present invention is to provide novel polymetallosilazanes which, depending on their composition, make it possible to modulate and control the color of the nanocomposites that can be obtained from these polymetallosilazanes. Another objective of the present invention is to provide novel polymetallosilazanes which make it possible to lead to nanocomposites which have satisfactory mechanical properties, and in particular improved with respect to the materials of the prior art which comprise amorphous nanoparticles of ternary form. Another object of the present invention is to provide novel polymetallosilazanes which make it possible to lead to nanocomposites in the form of solid objects. In the context of the invention, the term "solid object" means a self-supporting object of at least one millimeter in thickness and, preferably, of simple geometry such as a cylinder or a parallelepiped. Another object of the present invention is to provide novel polymetallosilazanes which will be able to combine low temperature thermoplastic behavior and high ceramic yield to make nanocomposite solid objects. In the context of the invention, the inventors propose to use new polymetallosilazanes. Also, the present invention relates to modified polymetallosilazanes, characterized in that they are capable of being obtained according to a process comprising the following successive steps: a) reaction of a polysilazane with a molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group, to obtain a polymetallosilazane polymer and b) ammonolysis reaction of the polymetallosilazane obtained to at least partially remove the carbon groups, while increasing the degree of crosslinking of the polymer.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étape b) peut être suivie d'une mise en forme à chaud du polymétallosilazane modifié obtenu permettant d'obtenir une forme densifiée du polymère par déformation plastique. According to a particular embodiment, step b) may be followed by hot shaping of the modified polymetallosilazane obtained making it possible to obtain a densified form of the polymer by plastic deformation.

Dans le cadre de l'invention, les inventeurs ont prévu d'ajouter à la deuxième méthode précédemment décrite utilisée dans l'art antérieur pour la synthèse de polymétallosilazanes, une seconde étape d'ammonolyse pour que les polymétallosilazanes synthétisés puissent combiner comportement plastique et haut rendement céramique, afin de permettre, notamment, la préparation d'objets massifs. L'étape d'ammonolyse post-polymérisation conduisant aux polymetallosilazanes modifiés conformes à l'invention permet d'optimiser l'aptitude au compactage du polymère obtenu, ainsi que le rendement céramique obtenu avec ce polymère. Par ailleurs, elle confère au polymère polysilazane obtenu une bonne tenue morphologique, une fois que ce dernier est mis en forme au cours de sa transformation en nanocomposites. L'invention a également pour objet des matériaux nanocomposites sous la forme d'un objet massif comprenant une matrice composée d'une forme binaire amorphe ou cristalline de nitrure de silicium, dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'au moins un nitrure de métal de transition de forme binaire. Selon un autre de ses aspects, l'invention concerne également un procédé de préparation d'un nanocomposite comprenant une matrice composée d'une forme binaire amorphe ou cristalline de nitrure de silicium, dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'un nitrure de métal de transition de structure binaire, se présentant sous la forme de particules, de fibres micrométriques continues, de nanofibres ou de nanotubes, d'un revêtement, d'un composite d'infiltration d'une préforme fibreuse ou encore sous la forme d'un objet massif caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une étape de pyrolyse d'un polymétallosilazane selon l'invention. In the context of the invention, the inventors have planned to add to the second method previously described used in the prior art for the synthesis of polymetallosilazanes, a second ammonolysis step so that the synthesized polymetallosilazanes can combine plastic behavior and high ceramic yield, to allow, in particular, the preparation of massive objects. The post-polymerization ammonolysis step leading to the modified polymetallosilazanes according to the invention makes it possible to optimize the compactability of the polymer obtained, as well as the ceramic yield obtained with this polymer. Moreover, it gives the polysilazane polymer obtained a good morphological behavior, once the latter is shaped during its transformation into nanocomposites. The subject of the invention is also nanocomposite materials in the form of a solid object comprising a matrix composed of an amorphous or crystalline binary form of silicon nitride, in which nanocrystals of at least one metal nitride of nanoparticles are distributed. transition of binary form. According to another of its aspects, the invention also relates to a process for preparing a nanocomposite comprising a matrix composed of an amorphous or crystalline silicon nitride binary form, in which nanocrystals of a nitride of silicon metal are distributed. binary structure transition, in the form of particles, continuous micrometric fibers, nanofibers or nanotubes, a coating, a composite of infiltration of a fibrous preform or in the form of an object massive characterized in that it implements a pyrolysis step of a polymetallosilazane according to the invention.

Selon une variante de mise en oeuvre du procédé, spécialement adaptée à la préparation d'objets massifs, ce dernier comprend une étape de mise en forme par compactage, après l'étape de pyrolyse. Par exemple, cette étape de mise en forme est réalisée par frittage, éventuellement avec un traitement plasma. Selon une autre variante de mise en oeuvre, spécialement adapté à la préparation d'objets massifs, ce dernier comprend une étape de mise en forme par compactage, avant l'étape de pyrolyse. Par exemple, cette étape de mise en forme par compactage est réalisée à une température appartenant à la gamme allant de 20 à 400°C, de préférence de 50 à 150°C. La description ci-après permet de mieux comprendre l'invention. L'étape a) conduisant au polymétallosilazane selon l'invention est réalisée de manière classique. Le polysilazane utilisé est synthétisé, selon les techniques utilisées dans l'art antérieur précédemment décrites, à partir d'halogénoalkylsilane, tel que le dichlorométhylsilane. Par exemple, une réaction de silazanolysation d'un halogénoalkylsilane avec l'hexaméthyldisilazane (HMDS) ou à une ammonolyse est effectuée ou, de préférence, une réaction d'ammonolyse, par action de l'amidure de lithium (LiNH2) ou préférentiellement d'ammoniac, d'un halogénoalkylsilane, est réalisée dans un solvant tel que le toluène ou le xylène, par exemple à une température de 0°C. Le polysilazane utilisé se trouve sous forme liquide à température ambiante ou sous forme solide et sera alors solubilisé dans un solvant approprié à l'étape b). Le polysilazane est, par exemple, un perhydropolysilazane, un polyméthylsilazane, un polydiméthylsilazane, un polymétylvinylsilazane, un polyvinylsilazane, ou un copolysilazane, le polyméthylsilazane étant préféré. A titre d'exemple de métal de transition qui peut être utilisé et incorporé dans l'entité moléculaire carbonée utilisée à l'étape a), on peut citer Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo et W. L'entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné est, de préférence, choisie parmi les alkylamides de formule M(NR2)x et les alcoxydes de formule M(OR)x dans lesquels M représente un métal de transition, R 5 10 15 20 25 30 identique ou différent représente une chaîne alkyle du type méthyle et/ou éthyle et x est égal à 3, 4, 5 ou 6 dépendant de la coordinance du métal M. A titre d'exemple d'entités moléculaires comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné, on peut citer Ti[N(CH3)2]4, TI[N(CH2CH3)2]4, Zr[N(CH3)2]4, Zr[N(CH2CH3)2]4, Zr[N(CH2CH3)(CH3)]4i Hf[N(CH3)2]4, Hf[N(CH2CH3)2]4, Hf[N(CH2CH3)(CH3)]4, Ti[O(CH2CH3)]4i Zr[O(CH2CH3)]4• Le rapport molaire polysilazane/entité moléculaire contenant le métal de transition est typiquement sélectionné dans la gamme allant de 0,5 à 15. Ce rapport molaire qui va déterminer le rapport Si/M dans le matériau composite, qui va être ultérieurement obtenu, a une influence sur le rendement de synthèse, sur l'ammonolyse, sur la plasticité et le rendement céramique du polymétallosilazane modifié qui va être obtenu, sur la température d'obtention des nanocomposites ainsi que sur leurs propriétés physiques. A ce stade, il est possible d'introduire simultanément une seule entité moléculaire contenant un métal de transition ou plusieurs sortes, par exemple deux sortes, d'entités moléculaires contenant chacune un métal de transition différents, de manière à avoir plusieurs métaux au sein du même polymère. La réaction entre le polysilazane et l'entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné est, par exemple réalisée à une température de 65 à 120°C, pendant 48 à 120 heures. Le temps de réaction dépend de la coordinence de l'élément métallique considéré. Il est possible d'utiliser un catalyseur, tel que le butyl lithium qui augmente la vitesse de réaction entre le polysilazane et le précurseur moléculaire contenant l'élément métallique ainsi que le degré de réticulation du polymère. Le choix du solvant dépend du polysilazane utilisé. Cette réaction est, de préférence réalisée dans un solvant dans lequel le polysilazane de départ et le polymétallosilazane obtenu sont solubles. A titre d'exemple, on peut citer le tetrahydrofurane (THF) et le toluène et l'éther diéthylique. La réaction est alors menée à la température de reflux du solvant sélectionné. Après réaction à la température de reflux du solvant, la solution obtenue est, le plus souvent, refroidie sous courant d'argon et le solvant est évaporé sous pression réduite dynamique à une température comprise entre 25 et 150°C, et préférentiellement entre 50 et 100°C pour générer un polymère intermédiaire. Le polymère obtenu propose une couleur qui varie avec la nature de l'élément métallique incorporé dans le précurseur moléculaire contenant l'élément métallique mais également avec le rapport Si/M fixé au préalable. La réaction d'ammonolyse de l'étape b) est réalisée sous action d'ammoniac. L'ammoniac a pour but de favoriser des réactions nucléophiles et donc de remplacer une partie des groupements présents initialement autour du métal M (par exemple diméthylamino) par des groupements NH2 et/ou NH. L'ammoniac doit être en contact direct avec le polymère pour assurer la réaction. Par exemple, à froid, l'ammoniac est introduit directement dans une solution de polymères dans un solvant anhydre. Le temps de réaction dépend de la température et de la teneur en groupements diméthylamino et alcoxyde du mélange. La réaction est, par exemple réalisée à une température située dans la gamme allant de -50 à 400°C, de préférence dans la gamme allant de -40 à 200°C. Une ammonolyse à basse température, par exemple à une température inférieure à 0°C et, par exemple de l'ordre de -40°C, représente un bon compromis réactivité/coût/facilité de mise en oeuvre de l'étape d'ammonolyse/propriétés du polymétallosilazanes modifié obtenu. Le temps de réaction est, par exemple, de 24 à 120 heures. Le plus souvent, la réaction est maintenue jusqu'à ce qu'un changement de couleur s'opère. Cette réaction est, de préférence réalisée dans un solvant dans lequel le polymétallosilazane de départ et le polymétallosilazane modifié obtenu sont solubles. A titre d'exemple, on peut citer le tetrahydrofurane (THF) et le toluène. La synthèse des polymétallosilazanes réalisée à l'étape a) doit être menée sous atmosphère contrôlée en raison de la sensibilité de ces produits vis-vis de l'oxygène et surtout de l'humidité. Leur préparation pourra, être réalisée sous tout type d'atmosphère inerte, du type argon ou azote. La réaction d'ammonolyse réalisée à l'étape b) peut être effectuée sous atmosphère ammoniac ou sous atmosphère contrôlée du type argon ou azote contenant la quantité d'ammoniac nécessaire. D'une manière générale, les polymétallosilazanes sont définis par un réseau tridimensionnel de chaînes polysilazanes réticulées par l'intermédiaire de groupements pontants incorporant le métal de transition. En d'autres termes, les polymétallosilazanes peuvent être définis comme un assemblage de chaînes de type polysilazane : {[Si( dans laquelle : - M est un métal de transition, par exemple choisi parmi Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo et W, - a et b correspondent au rapport molaire Si/M fixé durant la réaction de l'étape a), - RI et R2 identiques ou différents représentent, chacun indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, ou aminoalkyle, préférentiellement un atome d'hydrogène ou un groupe -CH3, - CH=CH2 ou -N(H)R4 avec R4 qui représente un atome d'hydrogène ou un atome de silicium d'une autre chaîne polysilazane, - R3 représente : - soit un groupement réticulant incorporant l'élément métallique de type -M(R5)Z avec z qui dépend du degré de coordination (coordinence) du métal M et R5 qui représente soit un groupement issu de l'entité moléculaire de départ comprenant le métal de transition, par exemple un groupe amino, alkylamino, arylamino, alcoxyde (saturée ou insaturée), alkyle, aryle et plus généralement tout groupement labile à base de C, N, H, 0, P ou S, étant entendu que R5 ne peut pas être un atome d'halogène (Cl, Br, I, F), soit l'atome d'azote d'une autre chaîne polysilazane, - soit un atome d'azote d'une autre chaîne polysilazane. Selon une variante de réalisation, différents métaux de transition 30 peuvent être introduits dans un même polymétallosilazane dans l'objectif d'optimiser les propriétés physiques et décoratives des nanocomposites ultérieurement obtenus. According to an alternative embodiment of the method, especially adapted to the preparation of solid objects, the latter comprises a compaction shaping step, after the pyrolysis step. For example, this shaping step is performed by sintering, optionally with a plasma treatment. According to another variant of implementation, especially adapted to the preparation of solid objects, the latter comprises a compacting shaping step, before the pyrolysis step. For example, this compacting shaping step is carried out at a temperature in the range of from 20 to 400 ° C, preferably from 50 to 150 ° C. The description below provides a better understanding of the invention. Step a) leading to the polymetallosilazane according to the invention is carried out in a conventional manner. The polysilazane used is synthesized, according to the techniques used in the prior art previously described, from haloalkylsilane, such as dichloromethylsilane. For example, a silazanolysis reaction of a haloalkylsilane with hexamethyldisilazane (HMDS) or an ammonolysis is carried out or, preferably, an ammonolysis reaction, by action of lithium amide (LiNH 2) or preferably of ammonia, a haloalkylsilane, is carried out in a solvent such as toluene or xylene, for example at a temperature of 0 ° C. The polysilazane used is in liquid form at room temperature or in solid form and will then be solubilized in a suitable solvent in step b). The polysilazane is, for example, a perhydropolysilazane, a polymethylsilazane, a polydimethylsilazane, a polymethylvinylsilazane, a polyvinylsilazane, or a copolysilazane, polymethylsilazane being preferred. As an example of a transition metal that can be used and incorporated into the carbon-based molecular entity used in step a), mention may be made of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W. The molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group is preferably chosen from alkylamides of formula M (NR 2) x and alkoxides of formula M (OR) x in which M represents a metal of transition, the same or different represents an alkyl chain of the methyl and / or ethyl type and x is equal to 3, 4, 5 or 6 depending on the coordination of the metal M. As an example of molecular entities comprising at least one transition metal and at least one carbon group, mention may be made of Ti [N (CH 3) 2] 4, TI [N (CH 2 CH 3) 2] 4, Zr [N (CH 3) 2] 4, Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4, Zr [N (CH 2 CH 3) (CH 3)] 4 Hf [N (CH 3) 2] 4, Hf [N (CH 2 CH 3) 2] 4, Hf [N (CH 2 CH 3) (CH 3)] 4, Ti [O (CH2CH3)] 4i Zr [O (CH2CH3)] 4 • The molar ratio polysilazane / molecular entity containing the transition metal is typically selected in the range from 0.5 to 15. This molar ratio which will determine the Si / M ratio in the composite material, which will be subsequently obtained, has an influence on the synthesis yield, on the ammonolysis, on the plasticity and the ceramic yield of the modified polymetallosilazane which will be obtained, on the nanocomposite production temperature as well as on their physical properties. At this stage, it is possible to simultaneously introduce a single molecular entity containing a transition metal or several kinds, for example two kinds, of molecular entities each containing a different transition metal, so as to have several metals within the same polymer. The reaction between the polysilazane and the molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group is, for example, carried out at a temperature of 65 to 120 ° C. for 48 to 120 hours. The reaction time depends on the coordination of the metal element under consideration. It is possible to use a catalyst, such as butyl lithium, which increases the reaction rate between the polysilazane and the molecular precursor containing the metal element, as well as the degree of crosslinking of the polymer. The choice of solvent depends on the polysilazane used. This reaction is preferably carried out in a solvent in which the starting polysilazane and the polymetallosilazane obtained are soluble. By way of example, mention may be made of tetrahydrofuran (THF) and toluene and diethyl ether. The reaction is then conducted at the reflux temperature of the selected solvent. After reaction at the reflux temperature of the solvent, the solution obtained is, for the most part, cooled under an argon stream and the solvent is evaporated under dynamic reduced pressure at a temperature of between 25 and 150 ° C., and preferably between 50 and 100 ° C to generate an intermediate polymer. The polymer obtained provides a color that varies with the nature of the metal element incorporated in the molecular precursor containing the metal element but also with the Si / M ratio previously fixed. The ammonolysis reaction of step b) is carried out under the action of ammonia. The purpose of the ammonia is to promote nucleophilic reactions and thus to replace part of the groups initially present around the metal M (for example dimethylamino) with NH 2 and / or NH groups. The ammonia must be in direct contact with the polymer to ensure the reaction. For example, when cold, the ammonia is introduced directly into a solution of polymers in an anhydrous solvent. The reaction time depends on the temperature and the dimethylamino and alkoxide content of the mixture. The reaction is, for example, carried out at a temperature in the range of -50 to 400 ° C, preferably in the range of -40 to 200 ° C. Ammonolysis at low temperature, for example at a temperature below 0 ° C. and for example of the order of -40 ° C., represents a good compromise between reactivity and cost / ease of implementation of the ammonolysis step. / properties of the modified polymetallosilazane obtained. The reaction time is, for example, 24 to 120 hours. Most often, the reaction is maintained until a color change occurs. This reaction is preferably carried out in a solvent in which the starting polymetallosilazane and the modified polymetallosilazane obtained are soluble. By way of example, mention may be made of tetrahydrofuran (THF) and toluene. The synthesis of the polymetallosilazanes carried out in step a) must be carried out under a controlled atmosphere because of the sensitivity of these products with respect to oxygen and especially moisture. Their preparation may be carried out under any type of inert atmosphere, argon or nitrogen type. The ammonolysis reaction carried out in step b) can be carried out under an ammonia atmosphere or under a controlled argon or nitrogen atmosphere containing the amount of ammonia required. In general, polymetallosilazanes are defined by a three-dimensional network of crosslinked polysilazane chains via bridging groups incorporating the transition metal. In other words, the polymetallosilazanes may be defined as an assembly of polysilazane type chains: ## STR2 ## in which: M is a transition metal, for example selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta , Cr, Mo and W, - a and b correspond to the Si / M molar ratio fixed during the reaction of step a), - RI and R2, which are identical or different, each represent, independently of one another, an atom of hydrogen, an alkyl or alkenyl group, or aminoalkyl, preferably a hydrogen atom or a -CH3 group, - CH = CH2 or -N (H) R4 with R4 which represents a hydrogen atom or a silicon atom of another polysilazane chain, - R3 represents: - either a crosslinking group incorporating the metal element of the type -M (R5) Z with z which depends on the degree of coordination (coordination) of the metal M and R5 which represents either a group derived from the starting molecular entity comprising the transition metal, for example an amino group, alkylamino, arylamino, alkoxide (saturated or unsaturated), alkyl, aryl and more generally any leaving group based on C, N, H, O, P or S, it being understood that R5 can not be a halogen atom (Cl , Br, I, F), or the nitrogen atom of another polysilazane chain, - or a nitrogen atom of another polysilazane chain. According to an alternative embodiment, different transition metals can be introduced into the same polymetallosilazane in order to optimize the physical and decorative properties of the nanocomposites subsequently obtained.

Par la suite, les polymères thermoplastiques polymétallosilazanes selon l'invention peuvent conduire, par décomposition thermo-chimique, à l'obtention de nanocomposites. Cette décomposition thermo-chimique conduit à la génération in situ de nanocristaux de nitrure métallique sous forme binaire au sein d'une matrice amorphe ou cristalline de nitrure de silicium Si3N4. Ces nanocomposites sont obtenus, par traitement thermique du type pyrolyse, avec ou sans étape de mise en forme, en fonction du type de nanocomposite recherché. Dans le cadre de l'invention, les polymétallosilazanes sont préparés de manière à générer des 10 nanocomposites, par exemple sous la forme de micropoudres ou d'objets massifs avec des propriétés de coloration et/ou de dureté intrinsèques spécifiquement adaptées à des applications multiples. A titre d'exemples d'application, on peut citer les applications horlogères ou joaillières, les applications dans le domaine des outils de coupe et de finition, ainsi que 15 dans le domaine de l'électronique et des matériaux de structure (matériaux composites). Dans le cadre de l'invention, les nanocomposites obtenus comprennent une matrice comprenant une forme binaire amorphe ou cristalline de nitrure de silicium, dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'au moins un 20 nitrure de métal de transition de structure binaire. Dans le cadre de l'invention, les nanocomposites obtenus sont de préférence constitués exclusivement d'une matrice comprenant une forme binaire amorphe ou cristalline de nitrure de silicium Si3N4, dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'au moins un nitrure de métal de transition de structure 25 binaire. Par « constitué exclusivement », on entend notamment que la matrice de nitrure de silicium binaire et les nanocristaux de nitrure métallique binaire représentent au moins 97 % de la masse totale du matériau nanocomposite obtenu. En particulier, moins de 2% en masse d'oxygène est présent au sein du matériau nanocomposite obtenu. De manière préférée, 30 les nanocomposites selon l'invention sont constituées exclusivement soit d'une matrice constituée exclusivement d'une forme binaire amorphe de nitrure de silicium (a-Si3N4), dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'un seul nitrure de métal de transition de structure binaire ou des cristaux d'un nitrure de métal de transition de structure binaire et des cristaux d'un nitrure d'un autre métal de transition de structure•binaire(nc-MN) (appelé nc--MN/a-Si3N4), soit d'une matrice constituée exclusivement d'une forme binaire cristalline de nitrure de silicium (c-Si3N4), dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'un seul ou plusieurs nitrure(s) de métal de transition de structure binaire (nc-MN), (appelé nc-MN/c-Si3N4), avec M qui représente un métal de transition tel que Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo ou W. Ces matériaux présentent une couleur modulable en fonction de la nature du métal et des conditions expérimentales. Les nanocristaux présentent, le plus souvent, une plus grande taille appartenant à la gamme allant de 1 à 100 nm. Les nanocristaux sont répartis de façon homogène au sein de la matrice. Les matériaux nanocomposites selon l'invention ont une couleur homogène qui rend compte de la répartition homogène des nanocristaux. Les propriétés structurales et morphologiques des matériaux composites selon l'invention sont également homogènes. Par ailleurs, le nitrure de silicium constituant la matrice est stable thermiquement. Lorsque la matrice de nitrure de silicium est cristalline, la forme cristalline du nitrure de silicium est la phase alpha (a: forme hexagonale/groupe d'espace P63/m) et/ou béta (R :forme hexagonale/groupe d'espace P31c) et varie en fonction de la température et la nature du précurseur contenant l'élément métallique. Ces nanocomposites peuvent se trouver sous différentes formes, notamment sousqa forme de particules, de fibres micrométriques continues, de nanofibres ou de nanotubes, d'un revêtement, d'un composite d'infiltration d'une préforme fibreuse ou encore sous la forme d'un objet massif, du type monolithe. Les nanocomposites sous la forme d'objets massifs font partie intégrante de l'invention. Les polymétallosilazanes selon l'invention peuvent être mis en oeuvre 30 pour concevoir des objets massifs, sans addition d'agents liants ou d'additifs de frittage. De tels matériaux présentent une excellente densité relative. Subsequently, the polymetallosilazane thermoplastic polymers according to the invention can lead, by thermo-chemical decomposition, to obtain nanocomposites. This thermochemical decomposition leads to the in situ generation of metal nitride nanocrystals in binary form within an amorphous or crystalline matrix of Si3N4 silicon nitride. These nanocomposites are obtained by thermal treatment of the pyrolysis type, with or without a shaping step, depending on the type of nanocomposite desired. In the context of the invention, the polymetallosilazanes are prepared so as to generate nanocomposites, for example in the form of micropowders or solid objects with intrinsic color and / or hardness properties specifically adapted to multiple applications. Examples of applications that may be mentioned include watchmaking or jewelery applications, applications in the field of cutting and finishing tools, and 15 in the field of electronics and structural materials (composite materials). . In the context of the invention, the nanocomposites obtained comprise a matrix comprising an amorphous or crystalline binary form of silicon nitride, in which are distributed nanocrystals of at least one transition metal nitride of binary structure. In the context of the invention, the nanocomposites obtained are preferably composed exclusively of a matrix comprising an amorphous or crystalline binary form of silicon nitride Si 3 N 4, in which nanocrystals of at least one transition metal nitride of nanoparticles are distributed. binary structure. By "exclusively constituted" is meant in particular that the binary silicon nitride matrix and the binary metal nitride nanocrystals represent at least 97% of the total mass of the nanocomposite material obtained. In particular, less than 2% by weight of oxygen is present within the nanocomposite material obtained. Preferably, the nanocomposites according to the invention consist exclusively of either a matrix consisting exclusively of an amorphous binary form of silicon nitride (a-Si3N4), in which nanocrystals of a single metal nitride are distributed. of transition of binary structure or crystals of a transition metal nitride of binary structure and crystals of a nitride of another transition metal of binary structure (nc-MN) (called nc - MN / a -Si3N4), or a matrix consisting exclusively of a crystalline binary form of silicon nitride (c-Si3N4), in which are distributed nanocrystals of a single or more transition metal nitride (s) of binary structure (nc-MN), (called nc-MN / c-Si3N4), with M representing a transition metal such as Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo or W. These materials have a color adaptable according to the nature of the metal and the experimental conditions. The nanocrystals have, most often, a larger size in the range of 1 to 100 nm. The nanocrystals are distributed homogeneously within the matrix. The nanocomposite materials according to the invention have a homogeneous color which accounts for the homogeneous distribution of the nanocrystals. The structural and morphological properties of the composite materials according to the invention are also homogeneous. Moreover, the silicon nitride constituting the matrix is thermally stable. When the silicon nitride matrix is crystalline, the crystalline form of the silicon nitride is the alpha phase (a: hexagonal shape / space group P63 / m) and / or beta (R: hexagonal shape / space group P31c ) and varies according to the temperature and the nature of the precursor containing the metal element. These nanocomposites can be in various forms, in particular in the form of particles, continuous micrometric fibers, nanofibers or nanotubes, a coating, a composite infiltration of a fibrous preform or in the form of a massive object, of the monolith type. Nanocomposites in the form of massive objects form an integral part of the invention. The polymetallosilazanes according to the invention can be used for designing solid objects without the addition of binding agents or sintering additives. Such materials have an excellent relative density.

Lorsqu'une mise en forme est nécessaire, deux stratégies sont envisageables. Selon la première stratégie (également nommée stratégie 1), le polymétallosilazane peut être mis en forme antérieurement à sa décomposition thermo-chimique, réalisée par pyrolyse. Dans ce cas, une mise en forme à chaud du polymère est réalisée. L'étape de mise en forme à chaud peut être effectuée à une température comprise dans la gamme allant de la température ambiante (typiquement 20°C) à 400 °C, et de préférence dans la gamme allant de 50 à 150 °C. When formatting is necessary, two strategies are possible. According to the first strategy (also called strategy 1), the polymetallosilazane may be shaped prior to its thermo-chemical decomposition, carried out by pyrolysis. In this case, hot forming of the polymer is carried out. The hot shaping step can be carried out at a temperature in the range of room temperature (typically 20 ° C) to 400 ° C, and preferably in the range of 50 to 150 ° C.

L'étape de mise en forme est fonction de la forme que l'on souhaite donner au nanocomposite. Dans le cas d'un objet massif, une simple étape de compactage dans un moule correspondant à la forme choisie pourra être effectuée. L'objet massif de type nanocomposite peut être obtenu indifféremment sous la forme d'une pièce de géométrie simple (e.g. cylindre) usinable ou sous la forme d'une pièce d'architecture plus complexe, de géométrie maîtrisée, nécessitant très peu d'usinage post-synthèse et cela au moyen de moules appropriés. Par exemple, le polymère peut être compacté au moyen d'une presse uniaxiale et d'un moule chauffant à une température comprise dans la gamme allant de la température ambiante (typiquement 20°C) à 400 °C, et de préférence dans la gamme allant de 50 à 150°C, le tout étant disposé dans une enceinte sous une atmosphère d'azote protégeant le polymère de l'humidité et de l'air ambiant. Le compactage peut être réalisé à une pression comprise dans la gamme allant de 25 à 500 MPa et préférentiellement dans la gamme allant de 25 à 150 MPa. Le temps de maintien à la température de compactage est, avantageusement, d'au moins 30 minutes. Dans le cas, d'un nanocomposite d'infiltration d'une préforme fibreuse, la préforme fibreuse sera préalablement infiltrée avec le polymétallosilazane modifié selon l'invention. Pour former des fibres micrométriques continues, le polymétallosilazane modifié selon l'invention sera soumis à une extrusion. Pour former des nanotubes ou des nanofils, une étape d'imprégnation d'un réseau de pores, avec le polymétallosilazane modifié selon l'invention pourra être prévu. Selon cette première stratégie, le polymétallosilazane est réticulé par traitement thermique pour être compacté en une forme densifiée par déformation plastique du polymère. Cette étape de réticulation/compactage est généralement précédée d'une étape de broyage du polymétallosilazane, éventuellement suivie d'une étape d'homogénéisation de la taille des particules de polymétallosilazane obtenues, par exemple par tamisage. Le polymère compacté obtenu peut ensuite être transformé par pyrolyse. La forme polymère densifiée par compactage à chaud est alors pyrolysée entre 800 et 1800°C pour générer les structures désirées comportant une phase binaire nanocristalline de nitrure métallique et une matrice amorphe ou cristalline de nitrure de silicium en fonction de la température du procédé sous ammoniac et sous azote ou argon et de la nature du précurseur contenant l'élément métallique. Il est possible selon ce procédé d'obtenir tout type de formes telles que des fibres micrométriques continues, des nanofibres ou des nanotubes, des revêtements, des composites d'infiltration d'une préforme fibreuse et, en particulier, des objets massifs nanocomposites. The shaping step is a function of the shape that one wishes to give the nanocomposite. In the case of a massive object, a simple compaction step in a mold corresponding to the chosen shape can be performed. The solid object of nanocomposite type can be obtained indifferently in the form of a workpiece of simple geometry (eg cylinder) machinable or in the form of a more complex piece of architecture, controlled geometry, requiring very little machining post-synthesis and this by means of appropriate molds. For example, the polymer can be compacted by means of a uniaxial press and a heating mold at a temperature in the range of room temperature (typically 20 ° C) to 400 ° C, and preferably in the range ranging from 50 to 150 ° C, the whole being arranged in a chamber under a nitrogen atmosphere protecting the polymer from humidity and ambient air. Compaction can be carried out at a pressure in the range of 25 to 500 MPa and preferably in the range of 25 to 150 MPa. The holding time at the compaction temperature is advantageously at least 30 minutes. In the case of an infiltration nanocomposite of a fibrous preform, the fibrous preform will be infiltrated beforehand with the modified polymetallosilazane according to the invention. To form continuous micrometric fibers, the modified polymetallosilazane according to the invention will be extruded. To form nanotubes or nanowires, a step of impregnating a pore network with the modified polymetallosilazane according to the invention may be provided. According to this first strategy, the polymetallosilazane is crosslinked by heat treatment to be compacted into a densified form by plastic deformation of the polymer. This crosslinking / compaction step is generally preceded by a grinding step of the polymetallosilazane, optionally followed by a step of homogenizing the size of the polymetallosilazane particles obtained, for example by sieving. The compacted polymer obtained can then be converted by pyrolysis. The densified polymer form by hot compaction is then pyrolyzed at between 800 and 1800 ° C. to generate the desired structures comprising a nanocrystalline binary phase of metal nitride and an amorphous or crystalline matrix of silicon nitride as a function of the temperature of the ammonia process and under nitrogen or argon and the nature of the precursor containing the metal element. It is possible according to this method to obtain any type of shapes such as continuous micrometric fibers, nanofibers or nanotubes, coatings, infiltration composites of a fibrous preform and, in particular, massive objects nanocomposites.

Dans cette première stratégie, il est préférable que le polymère soit solide, plastique par chauffage et fortement réticulé, ce qui est obtenu grâce à l'étape préliminaire de mise en forme, pour limiter le retrait volumique de la pièce au cours de la conversion polymère û céramique. Après compactage à l'état plastique et pyrolyse, il est possible d'obtenir des objets massifs de type céramique dense qui sont exempts de fissures. Ce procédé présente ainsi plusieurs avantages • il évite la synthèse de poudres céramiques à des hautes températures, • des températures basses (800-1400°C) sont suffisantes pour la 30 production d'une céramique dense, • aucun additif de frittage n'est nécessaire pour la densification, • la production de matériaux avec une matrice amorphe ou cristalline est possible. Selon une deuxième stratégie (également nommée stratégie 2), il est également possible de réaliser l'étape de mise en forme ou compactage sur le matériau nanocomposite final, après l'étape de pyrolyse. Dans ce cas, le polymère polymétallosilazane ne subit pas de mise en forme mais est décomposé thermiquement en une poudre céramique, qui est, ensuite, mise en forme post-synthèse par frittage conventionnel, éventuellement avec un traitement plasma. Le polymétallosilazane subit donc directement une décomposition thermo-chimique, réalisée par pyrolyse, sans mise en forme préalable. Cette étape de pyrolyse est généralement précédée d'une étape de broyage du polymétallosilazane, éventuellement suivie d'une étape d'homogénéisation de la taille des particules de polymétallosilazane obtenues, par exemple par tamisage. Une poudre nanocomposite de taille micrométrique est alors générée et peut servir ultérieurement à élaborer des objets massifs, par frittage. Le frittage peut être réalisé conventionnellement (pressage uniaxial) ou par pressage isostatique ou encore par frittage assisté par plasma (SPS, de l'anglais « Spark Plasma Sintering »). Pour cela, les micropoudres sont, par exemple, introduites dans un moule graphite. Un cycle de chauffage avec montée en température jusqu'à une température d'au moins 1200°C avec un pallier d'environ 5 minutes peut être prévu. Quelle que soit la stratégie adoptée (stratégie 1 ou 2), ou même lorsqu'aucune étape de mise en forme n'est souhaitée, l'étape de pyrolyse du polymétallosilazane est, de préférence, réalisée en deux étapes : une première étape de traitement thermique sous ammoniac, avantageusement à une température supérieure ou égale à 800°C et une seconde étape de traitement thermique sous azote ou argon, avantageusement à une température supérieure ou égale à 1200°C. Un exemple de conditions de pyrolyse, à l'échelle du laboratoire est détaillé ci-après : le polymétallosilazane à pyrolyser est disposé dans une nacelle de nitrure de bore, carbone ou alumine qui est introduit directement, par exemple dans un four tubulaire en silice sans contact à l'air. Le four est alors isolé puis mis sous vide dynamique (10-2 bar/22°C) afin d'évacuer l'azote préalablement introduit. L'ammoniac est introduit jusqu'à la pression atmosphérique et l'ensemble est chauffé sous balayage de gaz. Le débit de gaz peut être compris entre 0 et 1000 mL.min-1, et de préférence entre 50 et 200 mL.min"1. La rampe de montée en température peut être comprise entre 10 et 600°C.h-1, et de préférence entre 20 et 60°C.h-1 pour les polymères compactés (première stratégie) et entre 100 et 300°C.h-1 pour les polymères broyés et tamisés en micropoudres (deuxième stratégie). La température maximale de chauffage ou température de palier est d'au moins 800°C. La température du four est maintenue pendant une durée déterminée à sa valeur maximale. Le temps pendant lequel la température est maintenue à sa valeur maximale, ou temps de palier, est un paramètre qui influe sur le degré de cristallinité de la phase nanocristalline et donc in fine sur les propriétés physiques des nanocomposites et sera adaptée par l'homme du métier. Par exemple, un temps de pallier d'environ 2 heures est fixée. La descente en température est contrôlée et peut être comprise entre 30 et 600°C.h"1, et de préférence entre 60 et 100°C.h-1 pour les polymères compactés (première stratégie) et entre 300 et 600°C.h"1 pour les polymères broyés et tamisés en micropoudres (deuxième stratégie). Après ce premier traitement thermique sous ammoniac, le produit obtenu dans la nacelle est, par exemple, introduit dans un four aux résistances de graphite pour subir un traitement thermique sous balayage d'azote jusqu'à une température de palier d'au moins 1200°C au moyen d'une rampe de montée en température comprise entre 10 et 600°C.h_1, et de préférence entre 40 et 100°C.h"1 pour les polymères compactés (première stratégie) et entre 300 et 600°C.h"1 pour les polymères broyés et tamisés en micropoudres (deuxième stratégie). La température du four est maintenue pendant une durée déterminée à sa valeur maximale. Le temps pendant lequel la température est maintenue à sa valeur maximale, ou temps de palier, est, là encore un paramètre qui influe notablement sur le degré de cristallinité de la phase nanocristalline et donc in fine sur les propriétés physiques des nanocomposites et sera adaptée par l'homme du métier. Par exemple, un temps de pallier d'environ 2 heures est fixée. Le chauffage est ensuite arrêté et le système expérimental est refroidi jusqu'à la température ambiante. La vitesse de refroidissement est contrôlée et peut être comprise entre 30 et 600°C.h-1, et de préférence entre 60 et 100°C.h"1 pour les polymères compactés (première stratégie) et entre 300 et 600°C.h"1 pour les polymères broyés et tamisés en micropoudres (deuxième stratégie). Le procédé selon l'invention qui permet la préparation de nanocomposites à partir des polymétallosilazanes spécifiques précédemment décrits présente de nombreux avantages, par rapport aux techniques antérieures, compte tenu, notamment de l'aptitude à la mise en forme en température des polymétallosilazanes de composition et structure conformes à l'invention. De plus, la densité de nanocristaux de nitrure métallique dans la matrice, ainsi que leur degré de cristallisation, peuvent être contrôlés par le rapport Si/M préalablement fixé dans le polymère et par les conditions de traitement thermique (température finale, temps de traitement, ...). La densité et l'état de cristallisation des nanocristaux dans la matrice permettent d'ajuster certaines des propriétés des nanocomposites résultants (couleur, densité, ...). Les exemples ci-après qui se réfèrent aux figures annexées permettent d'illustrer l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif. In this first strategy, it is preferable that the polymer is solid, plastic by heating and strongly crosslinked, which is obtained thanks to the preliminary shaping step, to limit the volume shrinkage of the part during the polymer conversion. ceramic. After compaction in the plastic state and pyrolysis, it is possible to obtain massive objects of dense ceramic type which are free of cracks. This method thus has several advantages: it avoids the synthesis of ceramic powders at high temperatures, low temperatures (800.degree.-1400.degree. C.) are sufficient for the production of a dense ceramic, and no sintering additive is required. necessary for densification, • the production of materials with an amorphous or crystalline matrix is possible. According to a second strategy (also called strategy 2), it is also possible to carry out the shaping or compacting step on the final nanocomposite material, after the pyrolysis step. In this case, the polymetallosilazane polymer is not subjected to shaping but is thermally decomposed into a ceramic powder, which is then post-synthesis shaped by conventional sintering, optionally with a plasma treatment. Polymetallosilazane therefore undergoes directly a thermo-chemical decomposition, carried out by pyrolysis, without prior shaping. This pyrolysis step is generally preceded by a step of grinding the polymetallosilazane, optionally followed by a step of homogenizing the size of the polymetallosilazane particles obtained, for example by sieving. A nanocomposite powder of micrometric size is then generated and can be used later to develop solid objects, by sintering. The sintering can be carried out conventionally (uniaxial pressing) or by isostatic pressing or by plasma-assisted sintering (SPS) of the English language "Spark Plasma Sintering". For this, the micropowders are, for example, introduced into a graphite mold. A heating cycle with heating up to a temperature of at least 1200 ° C with a step of about 5 minutes can be provided. Whatever the strategy adopted (strategy 1 or 2), or even when no shaping step is desired, the pyrolysis step of the polymetallosilazane is preferably carried out in two steps: a first treatment step thermal ammonia, preferably at a temperature greater than or equal to 800 ° C and a second heat treatment step under nitrogen or argon, preferably at a temperature greater than or equal to 1200 ° C. An example of pyrolysis conditions, on a laboratory scale, is detailed below: the polymetallosilazane to be pyrolyzed is placed in a nacelle of boron nitride, carbon or alumina which is introduced directly, for example into a tubular furnace made of silica without contact with air. The oven is then isolated and placed under dynamic vacuum (10-2 bar / 22 ° C) in order to evacuate the nitrogen previously introduced. Ammonia is introduced to atmospheric pressure and the whole is heated under gas flushing. The gas flow rate can be between 0 and 1000 ml.min-1, and preferably between 50 and 200 ml.min-1. The temperature ramp can be between 10 and 600 ° Ch-1, and preferably between 20 and 60 ° Ch-1 for the compacted polymers (first strategy) and between 100 and 300 ° Ch-1 for the ground and sieved polymers in micropowders (second strategy) .The maximum temperature of heating or temperature of bearing is at least 800 ° C. The temperature of the furnace is maintained for a predetermined period at its maximum value The time during which the temperature is maintained at its maximum value, or dwell time, is a parameter which influences the degree of crystallinity nanocrystalline phase and therefore in fine on the physical properties of nanocomposites and will be adapted by those skilled in the art.For example, a time of less than 2 hours is fixed.The descent in temperature is controlled and can be between 3 0 and 600 ° C.h "1, and preferably between 60 and 100 ° C.h-1 for compacted polymers (first strategy) and between 300 and 600 ° C.h" 1 for the ground and sieved polymers in micropowders (second strategy). After this first thermal treatment with ammonia, the product obtained in the nacelle is, for example, introduced into a furnace to the graphite resistors to undergo a thermal treatment under nitrogen flushing to a plateau temperature of at least 1200 °. C by means of a temperature ramp of between 10 and 600 ° C.h_1, and preferably between 40 and 100 ° Ch "1 for the compacted polymers (first strategy) and between 300 and 600 ° Ch" 1 for the ground and sieved polymers in micropowders (second strategy). The temperature of the oven is maintained for a predetermined period at its maximum value. The time during which the temperature is maintained at its maximum value, or dwell time, is again a parameter that has a significant influence on the degree of crystallinity of the nanocrystalline phase and therefore ultimately on the physical properties of the nanocomposites and will be adapted by the skilled person. For example, a time limit of about 2 hours is fixed. The heating is then stopped and the experimental system is cooled to room temperature. The cooling rate is controlled and may be between 30 and 600 ° C-1, and preferably between 60 and 100 ° C-1 for compacted polymers (first strategy) and between 300 and 600 ° C-1 for polymers crushed and screened into micropowders (second strategy). The process according to the invention which makes it possible to prepare nanocomposites from the above-described specific polymetallosilazanes has numerous advantages over prior art, particularly in view of the ability to shape the composition of polymetallosilazanes in a temperature-stable manner. structure according to the invention. In addition, the density of nanocrystals of metal nitride in the matrix, as well as their degree of crystallization, can be controlled by the Si / M ratio previously fixed in the polymer and by the heat treatment conditions (final temperature, treatment time, ...). The density and crystallization state of the nanocrystals in the matrix make it possible to adjust some of the properties of the resulting nanocomposites (color, density, etc.). The examples which follow with reference to the appended figures serve to illustrate the invention but are not limiting in nature.

La Figure 1 présente le spectre UV-Visible des poudres nanocomposites préparées à partir du polytitanosilazane (Si/Ti = 3,6) de l'exemple 1. La Figure 2 présente la courbe ATM utilisée à l'exemple 2 du polytitanosilazane (Si/Ti = 3,6) de l'exemple 1. Figure 1 shows the UV-Visible spectrum of the nanocomposite powders prepared from the polytitanosilazane (Si / Ti = 3.6) of Example 1. Figure 2 shows the ATM curve used in Example 2 of the polytitanosilazane (Si / Ti = 3.6) of Example 1.

La Figure 3 présente le diffractogramme des poudres nanocomposites issues du polytitanosilazane (Si/Ti = 3,8) de l'exemple 3. La Figure 4 présente la Courbe ATM utilisée à l'exemple 5 du polytitanosilazane (Si/Ti = 2,5) de l'exemple 1. La Figure 5 présente la courbe ATM utilisée à l'exemple 7 du 30 polytitanosilazane (Si/Ti = 2,6) de l'exemple 6. FIG. 3 shows the diffractogram of the nanocomposite powders resulting from the polytitanosilazane (Si / Ti = 3.8) of Example 3. FIG. 4 shows the ATM Curve used in Example 5 of the polytitanosilazane (Si / Ti = 2.5 ) of Example 1. Figure 5 shows the ATM curve used in Example 7 of the polytitanosilazane (Si / Ti = 2.6) of Example 6.

La Figure 6 présente le diffractogramme des poudres nanocomposites préparées à partir du polyzirconosilazane (Si/Zr = 5) de l'exemple 8. La Figure 7 présente le diffractogramme des poudres nanocomposites préparées à partir du polyzirconosilazane (Si/Zr = 5) de l'exemple 9. Figure 6 shows the diffractogram of the nanocomposite powders prepared from the polyzirconosilazane (Si / Zr = 5) of Example 8. Figure 7 shows the diffractogram of the nanocomposite powders prepared from the polyzirconosilazane (Si / Zr = 5) of the Example 9

La Figure 8 présente le spectre UV-Visible des poudres nanocomposites préparées à l'exemple 10 à partir du polyzirconosilazane (Si/Zr = 5) de l'exemple 9. La Figure 9 présente le diffractogramme des poudres nanocomposites issues du polyzirconosilazane (Si/Zr = 2,5) de l'exemple 11. FIG. 8 shows the UV-Visible spectrum of the nanocomposite powders prepared in Example 10 from the polyzirconosilazane (Si / Zr = 5) of Example 9. FIG. 9 shows the diffractogram of nanocomposite powders resulting from polyzirconosilazane (Si / Zr = 2.5) of Example 11.

La synthèse des polymétallosilazanes est réalisée sous atmosphère contrôlée d'argon en employant de la verrerie de type Schlenk et des rampes mixtes vide-argon pour mener à bien ces synthèses. Dans le cadre des exemples, la mise en forme des polymères (voie (a)), est réalisée par compactage à chaud au moyen d'une presse hydraulique uni-axiale automatique et programmable et de moules chauffés de géométrie adaptée à celle désirée pour le matériau final. L'ensemble est placé dans une enceinte sous flux d'azote en raison de la sensibilité des polymères vis-à-vis de l'humidité de l'air. Le traitement thermique est réalisé, compte tenu de l'équipement disponible, en deux étapes au moyen d'un four tubulaire en silice (pour les traitements jusqu'à au moins 800°C), puis d'un four résistif en graphite à ouverture frontale (pour les traitements jusqu'à 1800°C). Les fours sont systématiquement inertés par traitement thermique sous vide dynamique (10-2 bar/600°C) avant utilisation. La rampe de montée en température, la durée du palier ainsi que la vitesse de refroidissement sont contrôlées à l'aide d'un régulateur électronique. Des débitmètres permettent le contrôle des débits de gaz en entrée de chacun des fours. Concernant le frittage des micropoudres (voie (b)), celui-ci est réalisé par frittage assisté par plasma (SPS, Spark Plasma Sintering) sous azote. La préparation des échantillons est réalisée en boîte à gants et la surface interne des moules de graphite utilisés pour ce frittage est recouverte d'un film de Papyex évitant ainsi toute adhérence de la poudre à fritter avec le moule. The synthesis of the polymetallosilazanes is carried out under a controlled atmosphere of argon by using Schlenk type glassware and mixed vacuum-argon ramps to carry out these syntheses. In the context of the examples, the shaping of the polymers (channel (a)) is carried out by hot compaction by means of an automatic and programmable uni-axial hydraulic press and heated molds of geometry adapted to that desired for the final material. The assembly is placed in an enclosure under nitrogen flow due to the sensitivity of the polymers vis-à-vis the humidity of the air. The heat treatment is carried out, taking into account the available equipment, in two stages by means of a silica tube furnace (for treatments up to at least 800 ° C), then of a resistive graphite furnace with opening frontal (for treatments up to 1800 ° C). Furnaces are systematically inerted by dynamic vacuum heat treatment (10-2 bar / 600 ° C) before use. The temperature rise ramp, the duration of the bearing as well as the cooling rate are controlled by means of an electronic regulator. Flow meters allow the control of the gas flow rates at the inlet of each furnace. Regarding the sintering of the micropowders (lane (b)), this is carried out by plasma-assisted sintering (SPS, Spark Plasma Sintering) under nitrogen. The sample preparation is carried out in a glove box and the inner surface of the graphite molds used for this sintering is covered with a Papyex film thus avoiding any adhesion of the powder to be sintered with the mold.

La manipulation des matériaux est réalisée dans une boîte à gants (Jacomex BS521) sous argon. L'enceinte est déshydratée avec du pentoxyde de phosphore (P205). L'ammoniac et l'azote sont des gaz de qualité électronique. Material handling is carried out in a glove box (Jacomex BS521) under argon. The chamber is dehydrated with phosphorus pentoxide (P205). Ammonia and nitrogen are electronic quality gases.

L'analyse thermogravimétrique est réalisée avec un appareillage Setaram (TGA 92 16 18). Les expériences sont réalisées sous ammoniac à 5°C/min jusqu'à 1000°C en plaçant le polymère dans une nacelle de silice. Les analyses chimiques des polymères sont faîtes au Service Central de Microanalyse du CNRS (Vernaison, France). Les spectres infrarouges des polymères sont enregistrés à partir de pastilles (mélange polymère + KBr) au moyen d'un analyseur Nicolet (Nicolet Magna 550 Fourier transform-infrared spectrometer). Les données de RMN 1H en solution ont été obtenues avec un appareillage Bruker (Bruker AM 300 spectrometer) dans CDCI3 opérant à 300 MHz. Thermogravimetric analysis is performed with Setaram equipment (TGA 92 16 18). The experiments are carried out under ammonia at 5 ° C / min up to 1000 ° C by placing the polymer in a silica nacelle. The chemical analyzes of the polymers are done at the Central Microanalysis Service of the CNRS (Vernaison, France). The infrared spectra of the polymers are recorded from pellets (polymer mixture + KBr) by means of a Nicolet analyzer (Nicolet Magna 550 Fourier transform-infrared spectrometer). The 1 H NMR data in solution was obtained with a Bruker apparatus (Bruker AM 300 spectrometer) in CDCI3 operating at 300 MHz.

Les mesures de densité des objets massifs sont effectuées à température ambiante sous helium à l'aide d'un analyseur AccuPyc 1330 (Helium pycnometer de chez Micromeritics). Les diffractogrammes de diffraction des rayons X (DRX) des micropoudres sont obtenus à partir d'un analyseur Philips (Philips PW 3040/60 )('Pert PRO diffractometer) opérant à 30 mA et 40 kV. Les micropoudres et pièces de type nanocomposite sont placées sur un substrat en PVC. La composition des micropoudres a été déterminée lors de l'observation de microscopie électronique à balayage (système EDX (EDAX Genesis 4000) couplé avec un microscope Hitachi S-800). La spectroscopie infrarouge est réalisée sur les poudres nanocomposites avec un appareillage Nicolet (Nicolet 380 FT-IR spectrometer) couplé avec un accessoire ATR (Attenuated Total Reflectance). La spectrométrie Raman a été réalisée sur un microscope Renishaw (Renishaw mode) RM 1000 Raman microscope) opérant à une longueur d'onde lambda = 514,5 nm. Une mesure de l'intensité de la réflectance totale (mesurée sur la transformation Kubelka-Munk) sur toute une gamme d'UV-Visible (190-1100 nm) est effectuée sur poudre avec un appareillage Parkin-Elmer (Parkin-Elmer UV/Visible spectrophotometer lambda 35). La presse de compactage uniaxial des polymères selon la voie (a) est une Atlas Auto T8 de chez Specac. Le système de frittage SPS est de type 5 FCT(HPD25). The density measurements of the massive objects are carried out at room temperature under helium using an AccuPyc 1330 analyzer (Helium pycnometer from Micromeritics). The X-ray diffraction (XRD) diffractograms of the micropowders are obtained from a Philips analyzer (Philips PW 3040/60) ('Pert PRO diffractometer) operating at 30 mA and 40 kV. The micropowders and nanocomposite-type parts are placed on a PVC substrate. The composition of the micropowders was determined during the observation of scanning electron microscopy (EDX system (EDAX Genesis 4000) coupled with a Hitachi S-800 microscope). Infrared spectroscopy is performed on nanocomposite powders with Nicolet equipment (Nicolet 380 FT-IR spectrometer) coupled with ATR (Attenuated Total Reflectance) accessory. Raman spectrometry was performed on a Renishaw microscope (Renishaw mode) RM 1000 Raman microscope) operating at a wavelength λ = 514.5 nm. A measure of the intensity of the total reflectance (measured on the Kubelka-Munk transformation) over a range of UV-Visible (190-1100 nm) is carried out on powder with a Parkin-Elmer apparatus (Parkin-Elmer UV / Visible spectrophotometer lambda 35). The uniaxial compacting press for polymers according to (a) is an Atlas Auto T8 from Specac. The sintering system SPS is of type 5 FCT (HPD25).

EXEMPLE 1 Synthèse en deux étape d'un polytitanosilazane (Si/Ti = 3,6) et obtention du nanocomposite nc-TiN/a-Si3N4 sous forme de 10 micropoudre Une première étape est réalisée par réaction entre le polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n et le diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 dans le toluène à sa température de reflux. 7,4 ml (7 g, 31 mmol) de diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 sont additionnés sous argon à une solution de 15 polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n (9,3 g, 157,25 mmol) sous agitation dans le toluène (200 ml) placée dans une verrerie de type Tricot (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau et d'une entrée d'argon. L'addition du Ti[N(CH3)2]4 se fait au moyen d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution 20 noire se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température de reflux du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30 °C/h sous agitation. Le mélange est maintenu à cette température pendant 72 heures sous agitation puis 25 l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100 oc à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé de couleur marron clair soluble est obtenu. 30 Spectroscopie infrarouge (KBr/cm-1): 3373, 2954-2773, 2125, 1460-1370, 1255, 1173, 1000-800. EXAMPLE 1 Two-step synthesis of a polytitanosilazane (Si / Ti = 3.6) and obtaining the nanocomposite nc-TiN / a-Si3N4 in the form of micropowder A first step is carried out by reaction between the polymethylsilazane [HSiCH 3 NH] n and Ti [N (CH 3) 2] 4 titanium dimethylamide in toluene at its reflux temperature. 7.4 ml (7 g, 31 mmol) of titanium dimethylamide Ti [N (CH 3) 2] 4 are added under argon to a solution of polymethylsilazane [HSiCH 3 NH] n (9.3 g, 157.25 mmol) under stirring in toluene (200 ml) placed in a knit-type glassware (500 ml) surmounted by a water-cooled condenser and an argon inlet. The addition of Ti [N (CH 3) 2] 4 is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A black solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the reflux temperature of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours with stirring and then the whole is cooled to room temperature under argon flow. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A soluble light brown compound is obtained. Infrared spectroscopy (KBr / cm-1): 3373, 2954-2773, 2125, 1460-1370, 1255, 1173, 1000-800.

Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDCl3/ppm): 5,5-4,4, 3,3-2,4, 1, 0,3. Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricot (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation. L'addition se fait jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polytitanosilazane de couleur jaune/vert insoluble est obtenu. 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3 / ppm): 5.5-4.4, 3.3-2.4, 1, 0.3. In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a knitted flask (500 mL) surmounted by a refrigerant cooled to -40 ° C. and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C and an ammonia flow is then sent directly into the solution with stirring. The addition is done until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble yellow / green polytitanosilazane is obtained.

Analyse élémentaire : Si/Ti = 3,6 (Si = 26,4 m% ; Ti = 12,3 m%) Spectroscopie infrarouge (KBr/cm 1): 3386, 2958-2779, 2132, 1410, 1257, 1180, 1000-800. Analyse thermogravimétrique, rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 71 % Le polytitanosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1500°C (300°C/h) sous azote (200 ml/min) et maintenu 2 h à 1500°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur bleue/violette dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Elemental analysis: Si / Ti = 3.6 (Si = 26.4 m%, Ti = 12.3 m%) Infrared spectroscopy (KBr / cm 1): 3386, 2958-2779, 2132, 1410, 1257, 1180, 1000-800. Thermogravimetric analysis, ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 71% The polytitanosilazane is ground and then sieved (63 μm) in an argon glove box. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1500 ° C (300 ° C / h) under nitrogen (200 ml / min) and maintained 2 hours at 1500 ° C before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce micropowder blue / violet color in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4).

Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cnf-1) : 700-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N) Raman (cm-1): Bandes Ti-N : 150-300 cm-1 (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 840 cm-1 (A+0) et 1070 cm-1 (20). DRX : Pics de diffraction de TIN (structure cristalline de type cfc, groupe 5 d'espace Fm-3m) (36,44°, 42,41°, 61,99°, 73,31 et 77,8 °) La Figure 1 présente l'UV-Visible (nm) de la poudre nanocomposite obtenue. Infrared spectroscopy (IR-ATR; cnf-1): 700-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N) Raman (cm-1): Ti-N bands: 150-300 cm-1 (acoustic transition LA and YOUR); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 840 cm-1 (A + 0) and 1070 cm-1 (20). XRD: TIN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) (36.44 °, 42.41 °, 61.99 °, 73.31 and 77.8 °) FIG. 1 shows the UV-Visible (nm) of the resulting nanocomposite powder.

EXEMPLE 2 10 Compactage à chaud du polytitanosilazane de l'exemple 1 pour générer un objet massif décoratif de type nanocomposite Le polytitanosilazane de l'exemple 1 est broyé puis tamisé (63 pm) pour former des microparticules homogènes. Le polymère subit un pressage uniaxial à température ambiante afin de tester sa plasticité à chaud par 15 analyse thermo-mécanique (ATM). L'ATM a été utilisée en mode compression sur le polymère par chauffage sous azote jusqu'à 300°C à une vitesse de chauffe de 5°C/min, selon la courbe présentée Figure 2. Le débit du gaz est de 15 ml/min et la force appliquée est de 0,9 N. 45 mg de polymère sont utilisés pour préparer une pastille de 5 mm de diamètre. 20 Après un léger gonflement jusqu'à 135°C, le polytitanosilazane (Si/Ti = 3,6) subit un changement dimensionnel mettant en évidence sa capacité à se déformer plastiquement sous l'action d'une charge à partir de 135°C. Pour préparer les objets massifs, 250 mg de polymères broyés et tamisés (63 pm) sont compactés de façon uniaxiale sous forme d'une pièce cylindrique de 25 13 mm de diamètre en utilisant une presse de compactage uniaxial placée en boîte à gants sous azote et en appliquant une pression de 74 MPa à température ambiante. La montée en température est effectuée sous charge à une vitesse de chauffe de 10°C/min jusqu'à 135°C. Une fois la température de 135°C atteinte, celle-ci est maintenue pendant 30 min sous charge. Après 30 le palier, la charge est relâchée lentement et le refroidissement se fait à une vitesse de 1°C/min. EXAMPLE 2 Hot Compaction of the Polytitanosilazane of Example 1 to Generate a Solid Nanocomposite Decorative Object The polytitanosilazane of Example 1 was ground and then sieved (63 μm) to form homogeneous microparticles. The polymer is uniaxially pressed at room temperature to test its hot plasticity by thermomechanical analysis (ATM). The ATM was used in compression mode on the polymer by heating under nitrogen up to 300 ° C at a heating rate of 5 ° C / min, according to the curve shown in Figure 2. The flow rate of the gas is 15 ml / min and the applied force is 0.9 N. 45 mg of polymer are used to prepare a pellet of 5 mm in diameter. After a slight swelling up to 135 ° C., the polytitanosilazane (Si / Ti = 3.6) undergoes a dimensional change highlighting its ability to plastically deform under the action of a load from 135 ° C. . To prepare the bulk objects, 250 mg of milled and sieved polymers (63 μm) are uniaxially compacted as a cylindrical piece 13 mm in diameter using a uniaxial compaction press placed in a nitrogen glove box and applying a pressure of 74 MPa at room temperature. The rise in temperature is carried out under load at a heating rate of 10 ° C / min to 135 ° C. Once the temperature of 135 ° C reached, it is maintained for 30 min under load. After the bearing, the charge is released slowly and the cooling is at a rate of 1 ° C / min.

La pièce cylindrique est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (20°C/h) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) avant un refroidissement à température ambiante à 30°C/h. Le produit de pyrolyse est alors chauffé à 1500°C (60°C/h) sous azote (200 ml/min) et maintenu 2 h à 1500°C avant un refroidissement à 60°C/h jusqu'à 800°C puis à 100°C/h jusqu'à la température ambiante pour produire un objet massif teinté dans la masse (bleu/violet) dans lequel des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Le matériau obtenu a une densité relative de 91 % (dpoudre = 3,1916 et dpièce = 2,904). The cylindrical piece is placed in a boron nitride pod for pyrolysis (20 ° C / h) in a silica furnace connected to an ammonia glove box (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step ) before cooling to room temperature at 30 ° C / h. The pyrolysis product is then heated at 1500 ° C. (60 ° C./h) under nitrogen (200 ml / min) and maintained for 2 hours at 1500 ° C. before cooling at 60 ° C./h up to 800 ° C. at 100 ° C / hr to room temperature to produce a mass-dyed solid object (blue / violet) in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon (Si3N4). The material obtained has a relative density of 91% (dpoudre = 3,1916 and dpièce = 2,904).

EXEMPLE 3 Synthèse en deux étape d'un polytitanosilazane (Si/Ti = 3,8) et 15 préparation du nanocomposite nc-TiN/a-Si3N4 sous forme de poudre Une première étape est réalisée par réaction entre le polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n et I'éthoxide de titane C8H2808Ti dans le toluène à sa température de reflux. 1,5 ml (1,65g, 7,23 mmol) d'éthoxyde de 20 titane C8H2O04Ti sont additionnés sous argon à une solution de polyméthylsilazane [HSiCH3NH]ä (2,1 g, 35,5 mmol) dans le toluène (50 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricot (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau, et d'une entrée d'argon contenant. L'addition de l'éthoxyde de titane C8H2O04Ti se fait au moyen d'une micro seringue 25 préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution jaune clair se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température de reflux du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous agitation. Le mélange est 30 maintenu à cette température pendant 3 jours sous agitation puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé visqueux de couleur bordeaux soluble est obtenu. Spectroscopie infrarouge (KBr/cm-1): 2972, 1644-1618, 1460-1370, 1271, 767-532. EXAMPLE 3 Two-step synthesis of a polytitanosilazane (Si / Ti = 3.8) and preparation of the nanocomposite nc-TiN / a-Si3N4 in powder form A first step is carried out by reaction between the polymethylsilazane [HSiCH3NH] n and Titanium ethoxide C8H2808Ti in toluene at its reflux temperature. 1.5 ml (1.65 g, 7.23 mmol) of titanium ethoxide C 8 H 20 O 4 Ti are added under argon to a solution of polymethylsilazane [HSiCH 3 NH] (2.1 g, 35.5 mmol) in toluene (50 g). ml) with stirring in a knit-type glassware (500 ml) surmounted by a water-cooled condenser, and an argon inlet containing. The addition of titanium ethoxide C8H2O04Ti is by means of a micro syringe 25 previously purged under argon at room temperature. A clear yellow solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the reflux temperature of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is kept at this temperature for 3 days with stirring and then the whole is cooled to room temperature under argon flow. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A viscous compound of soluble burgundy color is obtained. Infrared Spectroscopy (KBr / cm-1): 2972, 1644-1618, 1460-1370, 1271, 767-532.

Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDC13/ppm): 5,8-4,6, 3,66, 3,3-2,7, 1,15-1,22, 0,3. Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidît à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 72 heures sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polytitanosilazane de couleur jaune/vert insoluble est obtenu. Analyse élémentaire :Sil = 3,8 (Si = 28,4 m% ; Ti = 12,8 m%) Spectroscopie infrarouge (KBr/cm i): 3437, 2973-2927, 1631, 1460-1370, 1272, 1239, 770-516. Analyse thermogravimétrique, rendement céramique (1000 °C (5°C/h), NH3) :67% Le polytitanosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1700°C (300°C/h) sous azote (200 ml/min) et maintenu 2 h à 1700°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur dorée dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cm-i) :700-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N) Raman (cni-2): Bandes Ti-N : 150-300 cm-1 (transition acoustique LA et 5 TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 900 cm-1 (A+0) et 1100 cm-1 (20). Si-N : 1355 cm-1. DRX : Pics de diffraction de TiN (structure cristalline de type cfc, groupe d'espace Fm-3m) (36,5°, 42,57°, 61,84°, 74,07°, 77,89°). Le diffractogramme de poudre est présenté Figure 3. 10 EXEMPLE 4 Synthèse en deux étape d'un polytitanosilazane (Si/Ti = 2,5) et préparation du nanocomposite nc-TiN/a-Si3N4 sous forme de poudre 15 Une première étape est réalisée par réaction entre le polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n et le diméthylamide de titane Ti[N(CH3)214 dans le toluène à sa température de reflux 8 ml (7,58 g, 33,8 mmol) de diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 sont additionnés sous argon à une solution de polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n (5 g, 84,54 mmol) dans le 20 toluène (100 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricol (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau et d'une entrée d'argon. L'addition du tétrakis(diméthylamido)titanium Ti[N(CH3)2]4 se fait au moyen d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution noire se forme instantanément. Le mélange 25 réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température de reflux du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous agitation. Le mélange est maintenu à cette température pendant 72 heures sous agitation puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. 30 Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé de couleur marron orangé est obtenu. 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3 / ppm): 5.8-4.6, 3.66, 3.3-2.7, 1.15-1.22, 0.3. In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a refrigerant cooled to -40 ° C. and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C. and an ammonia flow is then sent directly into the stirred solution until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensing the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 72 hours at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble yellow / green polytitanosilazane is obtained. Elemental analysis: Sil = 3.8 (Si = 28.4 m%, Ti = 12.8 m%) Infrared spectroscopy (KBr / cm i): 3437, 2973-2927, 1631, 1460-1370, 1272, 1239, 770-516. Thermogravimetric analysis, ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 67% The polytitanosilazane is ground and then sieved (63 μm) in glove box under argon. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1700 ° C (300 ° C / h) under nitrogen (200 ml / min) and maintained for 2 hours at 1700 ° C before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce micropowder in gold color in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4). Infrared spectroscopy (IR-ATR; cm-1): 700-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N) Raman (cni-2): Ti-N bands: 150-300 cm-1 (acoustic transition LA and 5 TA); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 900 cm-1 (A + 0) and 1100 cm-1 (20). Si-N: 1355 cm -1. XRD: TiN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) (36.5 °, 42.57 °, 61.84 °, 74.07 °, 77.89 °). The powder diffractogram is shown in FIG. 3. EXAMPLE 4 Two-step synthesis of a polytitanosilazane (Si / Ti = 2.5) and preparation of the nc-TiN / a-Si3N4 nanocomposite in the form of a powder A first step is carried out by reaction between polymethylsilazane [HSiCH3NH] n and titanium dimethylamide Ti [N (CH3) 214 in toluene at its reflux temperature 8 ml (7.58 g, 33.8 mmol) of titanium dimethylamide Ti [N ( CH 3) 2] 4 are added under argon to a solution of polymethylsilazane [HSiCH3NH] n (5 g, 84.54 mmol) in toluene (100 ml) with stirring in a Tricol glassware (500 ml) surmounted by a coolant cooled with water and an argon inlet. The addition of tetrakis (dimethylamido) titanium Ti [N (CH 3) 2] 4 is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A black solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 hours. The raising of the temperature to the reflux temperature of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours with stirring and then the whole is cooled to room temperature under argon flow. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An orange-brown compound is obtained.

Spectroscopie infrarouge (KBr/cm 1): 3381, 2959-2770, 2111, 1460-1370, 1255, 1173, 1000-800, 591. Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDCI,/ppm): 5,5-4,4, 3,3-2,4, 1, 0,3 Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40 °C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polytitanosilazane de couleur jaune/vert insoluble est obtenu. Analyse élémentaire : Si/Ti = 2,5 (Si = 22,13 m% ; Ti = 14,88 m%) Spectroscopie infrarouge (KBr/cm 1) : 3381, 2955-2788, 2113, 1410, 1256, 1181, 1000-800, 621. Infrared Spectroscopy (KBr / cm 1): 3381, 2959-2770, 2111, 1460-1370, 1255, 1173, 1000-800, 591. 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3, / ppm): 5.5-4.4, 3.3-2.4, 1, 0.3 In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a refrigerant cooled to -40 ° C. C and an argon / ammonia inlet plunging into the solution. The solution is cooled to -40 ° C. and an ammonia flow is then sent directly into the stirred solution until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble yellow / green polytitanosilazane is obtained. Elemental analysis: Si / Ti = 2.5 (Si = 22.13 m%, Ti = 14.88 m%) Infrared spectroscopy (KBr / cm 1): 3381, 2955-2788, 2113, 1410, 1256, 1181, 1000-800, 621.

Analyse thermogravimétrique, rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 69,5 Le polytitanosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est alors chauffé à 1400°C (300°C/h) et maintenu 2 h à 1400°C sous azote (200 ml/min) avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur pourpre avec éclat métallique dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). EDX : Si/Ti = 1,9 (Si( 33,57 at%) et Zr ( 17,34 at%)). Thermogravimetric analysis, ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 69.5 The polytitanosilazane is ground and sieved (63 μm) in a glove box. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1400 ° C (300 ° C / h) and maintained 2 h at 1400 ° C under nitrogen (200 ml / min) before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce micropowder of purple color with metallic luster in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4). EDX: Si / Ti = 1.9 (Si (33.57 at%) and Zr (17.34 at%)).

Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cm i): 600-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N). Raman (cni-i): Bandes Ti-N : 150-300 ce- (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 840 cm-1 (A+0) et 1090 ce- (20). Infrared Spectroscopy (IR-ATR; cm i): 600-1100 cm-1 (Ti-N, Si-N). Raman (cni-i): Ti-N bands: 150-300 cc (acoustic transition LA and TA); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 840 cm -1 (A + 0) and 1090 cc (20).

DRX: Pics de diffraction de TIN (structure cristalline de type cfc, groupe d'espace Fm-3m) (36,39°, 42,44°, 61,80°, 73,78°, 77,9 0). UV-Visible (nm) :2Ç = 550 nm XRD: TIN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) (36.39 °, 42.44 °, 61.80 °, 73.78 °, 77.9 °). UV-Visible (nm): 2 = = 550 nm

EXEMPLE 5 Compactage à chaud du polytitanosilazane de l'exemple 4 pour générer un objet massif décoratif de type nanocomposite Le polytitanosilazane de l'exemple 1 est broyé puis tamisé (63 pm) pour former des microparticules homogènes. Le polymère subit un pressage uniaxial à température ambiante afin de tester sa plasticité à chaud par analyse thermo-mécanique (ATM). L'ATM a été utilisé en mode compression sur le polymère par chauffage sous azote jusqu'à 300°C/h à une vitesse de chauffe de 5°C/min, selon la courbe présentée Figure 4. Le débit du gaz est de 15 ml/min et la force appliquée est de 0,9 N. 45 mg de polymère sont utilisés pour préparer une pastille de 5 mm de diamètre. EXAMPLE 5 Hot Compaction of the Polytitanosilazane of Example 4 to Generate a Solid Nanocomposite Decorative Object The polytitanosilazane of Example 1 is milled and then sieved (63 μm) to form homogeneous microparticles. The polymer undergoes uniaxial pressing at room temperature to test its hot plasticity by thermomechanical analysis (ATM). The ATM was used in compression mode on the polymer by heating under nitrogen up to 300 ° C / h at a heating rate of 5 ° C / min, according to the curve presented in Figure 4. The gas flow rate was 15 ° C / min. ml / min and the applied force is 0.9 N. 45 mg of polymer are used to prepare a pellet of 5 mm in diameter.

Après un léger gonflement jusqu'à 112°C, le polytitanosilazane (Sil= 2,5) subit un changement dimensionnel mettant en évidence sa capacité à se déformer plastiquement sous l'action d'une charge à partir de 112°C. Pour préparer les objets massifs, 250 mg de polymères broyés et tamisés (63 pm) sont compactés de façon uni axiale sous forme d'une pièce cylindrique de 13 mm de diamètre en utilisant une presse de compactage uniaxial placée en boîte à gants et en appliquant une pression de 74 MPa à température ambiante. La montée en température est effectuée sous charge à une vitesse de chauffe de 10°C/min jusqu'à 112°C. Une fois la température de 112°C atteinte, celle-ci est maintenue pendant 30 min sous charge. Après le palier, la charge est relâchée lentement et le refroidissement se fait à une vitesse de 1°C/min. After a slight swelling up to 112 ° C, the polytitanosilazane (Sil = 2.5) undergoes a dimensional change highlighting its ability to plastically deform under the action of a charge from 112 ° C. To prepare the bulk objects, 250 mg of milled and sieved polymers (63 μm) are compacted in a uni-axial way in the form of a cylindrical piece 13 mm in diameter using a uniaxial compaction press placed in a glove box and applying a pressure of 74 MPa at room temperature. The rise in temperature is carried out under load at a heating rate of 10 ° C./min up to 112 ° C. Once the temperature of 112 ° C reached, it is maintained for 30 min under load. After the bearing, the charge is released slowly and the cooling is at a rate of 1 ° C / min.

La pièce cylindrique est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (20°C/h) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) avant un refroidissement à température ambiante à 30°C/h. Le produit de pyrolyse est alors chauffé à 1400°C (60°C/h) sous azote (200 ml/min) et maintenu 2 h à 1400°C avant un refroidissement à 60°C jusqu'à 800°C puis 100°C/h de 800°C à la température ambiante pour produire un objet massif teinté dans la masse (pourpre) dans lequel des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Le matériau obtenu a une densité relative de 95,6 % (dpoudre = 3,1143 et dpièce = 2,9763). The cylindrical piece is placed in a boron nitride pod for pyrolysis (20 ° C / h) in a silica furnace connected to an ammonia glove box (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step ) before cooling to room temperature at 30 ° C / h. The pyrolysis product is then heated at 1400 ° C. (60 ° C./h) under nitrogen (200 ml / min) and maintained for 2 hours at 1400 ° C. before cooling at 60 ° C. to 800 ° C. and then 100 ° C. C / h 800 ° C at room temperature to produce a bulk dyed (purple) mass object in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4 ). The material obtained has a relative density of 95.6% (dpoudre = 3,1143 and dpièce = 2,9763).

EXEMPLE 6 Synthèse en deux étape d'un polytitanosilazane (Si/Ti = 2,6) et 15 préparation du nanocomposite no-TiN/a-Si3N4 sous forme de poudre Une première étape est réalisé par réaction entre le perhydrosilazane [HSiHNH]n (en solution dans le xylène) et le diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 dans le toluène à sa température de reflux 6,3 ml (5,97 g, 20 26,6 mmol) de diméthylamide de titane Ti[N(CH3)2]4 sont additionnés sous argon à une solution de polyhydrosilazane [HSiHNH]n (3 g, 66,67 mmol) dans le toluène (100 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricol (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau et d'une entrée d'argon. L'addition du tétrakis(diméthylamido)titanium Ti[N(CH3)2]4 se fait au moyen 25 d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution noire se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température de reflux du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous agitation. Le mélange est 30 maintenu à cette température pendant 72 heures sous agitation puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé marron foncé peu soluble est obtenu. Spectroscopie infrarouge (KBR/cm-1): 3368, 2959-2770, 2148, 1460-1370, 1251, 1186, 1000-800, 600. EXAMPLE 6 Two step synthesis of a polytitanosilazane (Si / Ti = 2.6) and preparation of the nanocomposite no-TiN / a-Si3N4 in powder form A first step is carried out by reaction between perhydrosilazane [HSiHNH] n ( in solution in xylene) and titanium dimethylamide Ti [N (CH 3) 2] 4 in toluene at its reflux temperature 6.3 ml (5.97 g, 26.6 mmol) of titanium dimethylamide Ti [ N (CH 3) 2] 4 are added under argon to a solution of polyhydrosilazane [HSiHNH] n (3 g, 66.67 mmol) in toluene (100 ml) with stirring in a Tricol glassware (500 ml) surmounted by a coolant cooled with water and an argon inlet. The addition of tetrakis (dimethylamido) titanium Ti [N (CH 3) 2] 4 is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A black solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the reflux temperature of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours with stirring and then the whole is cooled to room temperature under argon flow. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A poorly soluble dark brown compound is obtained. Infrared Spectroscopy (KBR / cm-1): 3368, 2959-2770, 2148, 1460-1370, 1251, 1186, 1000-800, 600.

Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polytitanosilazane de couleur jaune insoluble est obtenu. Analyse élémentaire : Si/Ti = 2,6 (Si = 22,13 m% ; Ti = 14,28 m%) Spectroscopie infrarouge (KBR/cm-1): 3368, 2959-2770, 2148, 1542,1460-1370,1186, 1000-800, 600. In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a coolant cooled to -40 ° C. and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C. and an ammonia flow is then sent directly into the stirred solution until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble yellow polytitanosilazane is obtained. Elemental analysis: Si / Ti = 2.6 (Si = 22.13 m%, Ti = 14.28 m%) Infrared Spectroscopy (KBR / cm-1): 3368, 2959-2770, 2148, 1542, 1460-1370 , 1186, 1000-800, 600.

Rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 69,7 °fo Le polytitanosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1400°C (300°C/h) sous azote et maintenu 2 h à 1400°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur pourpre dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Spectroscopie infrarouge (cm-1): 600-1100 cm-' (Ti-N, Si-N) Raman (cm-r). Bandes Ti-N : 150-300 cm-1 (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 828 cm-1 (A+0) et 1090 cm-1 (20). DRX : Pics de diffraction de TiN (structure cristalline de type cfc, groupe 5 d'espace Fm-3m) (36,45, 42,59, 61,85, 74,56 et 77,8 °). Ceramic Yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 69.7 ° F The polytitanosilazane is ground and sieved (63 μm) in a glove box under argon. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated at 1400 ° C (300 ° C / h) under nitrogen and maintained for 2 hours at 1400 ° C before cooling to 600 ° C / hr at room temperature to produce purple-colored micropowder in which Nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4). Infrared spectroscopy (cm-1): 600-1100 cm -1 (Ti-N, Si-N) Raman (cm-r). Ti-N bands: 150-300 cm-1 (acoustic transition LA and TA); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 828 cm-1 (A + 0) and 1090 cm-1 (20). XRD: TiN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) (36.45, 42.59, 61.85, 74.56 and 77.8 °).

EXEMPLE 7 Compactage à chaud du polytitanosilazane de l'exemple 6 pour générer un objet massif décoratif de type nanocomposite 10 Le polytitanosilazane de l'exemple 1 est broyé puis tamisé (63 pm) pour former des microparticules homogènes. Le polymère subit un pressage uni axial à température ambiante afin de tester sa plasticité à chaud par analyse thermo-mécanique (ATM). L'ATM a été utilisé en mode compression sur le polymère par chauffage sous azote jusqu'à 300°C à une vitesse de 15 chauffe de 5°C/min, selon la courbe présentée Figure 5. Le débit du gaz est de 15 ml/min et la force appliquée est de 0,9 N. 45 mg de polymère sont utilisés pour préparer une pastille de 5 mm de diamètre. Le polytitanosilazane (Si/Ti = 2,6) subit un changement dimensionnel mettant en évidence sa capacité à se déformer plastiquement sous l'action 20 d'une charge à partir de 113°C. Pour préparer les objets massifs, 250 mg de polymères broyés et tamisés (63 pm) sont compactés sous forme d'une pièce cylindrique de 13 mm de diamètre en utilisant une presse de compactage uniaxial placée en boîte à gants et en appliquant une pression de 74 MPa à température ambiante. La montée en température est effectuée sous charge 25 à une vitesse de chauffe de 10°C/min jusqu'à 110°C. Une fois la température de 110°C atteinte, celle-ci est maintenue pendant 30 min sous charge. Après le palier, la charge est relâchée lentement et le refroidissement se fait à une vitesse de 1°C/min. La pièce cylindrique est placée dans une nacelle en nitrure de bore 30 pour subir une pyrolyse (20°C/h) dans un four silice connecté à une boite à gants sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) avant un refroidissement à température ambiante à 30°C/h. Le produit de pyrolyse est alors chauffé à 1400°C (60°C/h) et maintenu 2 h à 1400°C avant un refroidissement à 60°C jusqu'à 800°C puis à 100°C/h de 800°C jusqu'à la température ambiante pour produire un objet massif teinté dans la masse (Violet) dans lequel des nanocristaux de nitrure de titane dans la phase cubique (TiN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Le matériau obtenu a une densité relative de 92 °10 (dpoudre = 3,6459 et dpièe = 3,3434). EXAMPLE 7 Hot compaction of the polytitanosilazane of Example 6 to generate a nanocomposite solid decorative object The polytitanosilazane of Example 1 is milled and then sieved (63 μm) to form homogeneous microparticles. The polymer undergoes a uni-axial pressing at room temperature to test its hot plasticity by thermomechanical analysis (ATM). The ATM was used in compression mode on the polymer by heating under nitrogen up to 300 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, according to the curve shown in FIG. 5. The flow rate of the gas is 15 ml. / min and the applied force is 0.9 N. 45 mg of polymer are used to prepare a pellet of 5 mm in diameter. The polytitanosilazane (Si / Ti = 2.6) undergoes a dimensional change highlighting its ability to plastically deform under the action of a charge from 113 ° C. To prepare the bulk objects, 250 mg of crushed and screened polymers (63 μm) are compacted as a cylindrical piece 13 mm in diameter using a uniaxial compaction press placed in a glove box and applying a pressure of 74 mm. MPa at room temperature. The temperature rise is carried out under load at a heating rate of 10 ° C / min to 110 ° C. Once the temperature of 110 ° C reached, it is maintained for 30 min under load. After the bearing, the charge is released slowly and the cooling is at a rate of 1 ° C / min. The cylindrical piece is placed in a boron nitride boat 30 to undergo pyrolysis (20 ° C / h) in a silica furnace connected to an ammonia glove box (120 ml / min) at 1000 ° C (2 hr). bearing) before cooling to room temperature at 30 ° C / h. The pyrolysis product is then heated at 1400 ° C. (60 ° C./h) and maintained for 2 hours at 1400 ° C. before cooling at 60 ° C. to 800 ° C. and then at 100 ° C./h at 800 ° C. to room temperature to produce a mass-dyed solid object (Violet) in which nanocrystals of titanium nitride in the cubic phase (TiN) are dispersed in an amorphous silicon nitride (Si3N4) phase. The resulting material has a relative density of 92 ° (powder = 3.6459 and dp = 3,3434).

EXEMPLE 8 Synthèse en deux étape d'un polyzirconosilazane (Si/Zr = 5) et préparation du nanocomposite nc-ZrN/a-Si3N4 sous forme de poudre Une première étape est réalisé par réaction entre le polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n et le diméthylamide de zirconium Zr[N(CH3)2]4 dans le toluène à sa température de reflux 2g (33,81 mmol) de polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n diéthylamide sont additionnés sous argon à une solution de diméthylamide de zirconium Zr[N(CH3)2]4 (1,8 g, 6,73 mmol) dans le toluène (50 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricol (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau, et d'une entrée d'argon. L'addition du polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n se fait au moyen d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution jaune se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température de reflux du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous agitation. Le mélange est maintenu à cette température pendant 72 heures sous agitation puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé orange soluble est obtenu. Spectroscopie infrarouge (KBR/cm 1): 3389, 2960-2789, 2125, 1258, 1180, 1000-800 et 466. EXAMPLE 8 Two-step synthesis of a polyzirconosilazane (Si / Zr = 5) and preparation of the nanocomposite nc-ZrN / a-Si3N4 in powder form A first step is carried out by reaction between the polymethylsilazane [HSiCH3NH] n and the dimethylamide of zirconium Zr [N (CH 3) 2] 4 in toluene at its reflux temperature 2 g (33.81 mmol) of polymethylsilazane [HSiCH 3 NH] n diethylamide are added under argon to a solution of zirconium dimethylamide Zr [N (CH 3) 2 ] (1.8 g, 6.73 mmol) in toluene (50 ml) with stirring in a Tricol-type glassware (500 ml) surmounted by a water-cooled condenser, and an inlet of argon. The addition of the polymethylsilazane [HSiCH3NH] n is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A yellow solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the reflux temperature of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours with stirring and then the whole is cooled to room temperature under argon flow. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A soluble orange compound is obtained. Infrared Spectroscopy (KBR / cm 1): 3389, 2960-2789, 2125, 1258, 1180, 1000-800 and 466.

Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDC13/ppm): 4,9-3,1, 3,1-2,3, 2,7-2,08, 0,8-0,2, et O. Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation. L'addition se fait jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polyzirconosilazane de couleur jaune clair insoluble est obtenu. Analyse élémentaire : Si/Zr = 5,05 (Si = 27,19 m% ; Zr = 17,5 m%). Spectroscopie infrarouge (KBR/cm-1): 3387, 2960-2790, 2131, 1259, 1181, 906 et 470. Rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 70 % Le polyzirconosilazane est broyé puis tamisé (63 11m) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 mi/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boite à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1500°C (300°C/h) sous azote et maintenu 2 h à 1500°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur pourpre dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de zirconium dans la phase cubique (ZrN) sont dispersés dans une phase a de nitrure de silicium (a-Si3N4). 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3 / ppm): 4.9-3.1, 3.1-2.3, 2.7-2.08, 0.8-0.2, and O. In a second step of synthesis, the previously synthesized intermediate compound is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a coolant cooled to -40 ° C and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C and an ammonia flow is then sent directly into the solution with stirring. The addition is done until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble light yellow polyzirconosilazane is obtained. Elemental analysis: Si / Zr = 5.05 (Si = 27.19 m%, Zr = 17.5 m%). Infrared spectroscopy (KBR / cm-1): 3387, 2960-2790, 2131, 1259, 1181, 906 and 470. Ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 70% Polyzirconosilazane is ground then sieved (63 11m) in glove box under argon. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) under ammonia (120 m / min) at 1000 ° C (2 h of stage) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1500 ° C (300 ° C / h) under nitrogen and maintained for 2 hours at 1500 ° C before cooling to 600 ° C / hr at room temperature to produce purple-colored micropowder in which Zirconium nitride nanocrystals in the cubic phase (ZrN) are dispersed in a silicon nitride phase (a-Si3N4).

Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cm 1): 750-1100 (Si-N asym stretch), 490 (Si-N) et 460 (Zr-N). 35 Raman (cm-1); Bandes Zr-N : 150-300 cm-' (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-' (modes optiques LO et TO); 645, 697 cm"' (A+O) et 970 cm-' (20). DRX: Pics de diffraction de ZrN (structure cristalline de type cfc, groupe 5 d'espace Fm-3m) et de a-Si3N4, comme présenté Figure 6. UV-Visible (nm): A = 500 nm Infrared spectroscopy (IR-ATR; cm 1): 750-1100 (Si-N asymtretched), 490 (Si-N) and 460 (Zr-N). Raman (cm-1); Zr-N strips: 150-300 cm -1 (acoustic transition LA and TA); 390-650 cm -1 (optical modes LO and TO); 645, 697 cm -1 (A + O) and 970 cm -1 (20) DRX: ZrN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m space group) and a-Si3N4, as shown in Figure 6. UV-Visible (nm): A = 500 nm

EXEMPLE 9 Synthèse en deux étape d'un polyzirconosilazane (SI/Zr = 5) et 10 préparation du nanocomposite nc-ZrN/a-Si3N4 sous forme de poudre Une première étape est réalisée par réaction entre le polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n et le diéthylamide de zirconium Zr[N(CH2CH3)2]4 dans le toluène à sa température de reflux 12,5 ml (12,84g, 15 33,8 mmol) de diéthylamide de zirconium Zr[N(CH2CH3)2]4 sont additionnés sous argon à une solution de polyméthylsilazane [HSiCH3NH]n (10 g, 169,08 mmol) dans le toluène (200 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricot (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau, et d'une entrée d'argon. L'addition du tétrakis(diéthylamido)zirconium Zr[N(CH2CH3)z]4 se fait 20 au moyen d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution noire se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température d'ébullition du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous 25 agitation. Le mélange est maintenu à cette température pendant 72 heures puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé jaune clair soluble est obtenu. 30 Spectroscopie infrarouge (KBR/cm-1): 3377, 2954-2773, 2129, 1460-1370, 1255, 1179, 1000-800 et 473. EXAMPLE 9 Two-step synthesis of a polyzirconosilazane (SI / Zr = 5) and preparation of the nanocomposite nc-ZrN / a-Si3N4 in powder form A first step is carried out by reaction between polymethylsilazane [HSiCH3NH] n and diethylamide zirconium Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4 in toluene at its reflux temperature 12.5 ml (12.84 g, 33.8 mmol) of zirconium diethylamide Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4 are added under argon to a solution of polymethylsilazane [HSiCH3NH] n (10 g, 169.08 mmol) in toluene (200 mL) with stirring in a knit-type glassware (500 mL) surmounted by a water-cooled refrigerant, and an argon inlet. The addition of the tetrakis (diethylamido) zirconium Zr [N (CH 2 CH 3) z] 4 is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A black solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the boiling point of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours and then the whole is cooled to room temperature under an argon stream. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A soluble light yellow compound is obtained. Infrared Spectroscopy (KBR / cm-1): 3377, 2954-2773, 2129, 1460-1370, 1255, 1179, 1000-800 and 473.

Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDCI3/ppm): 5,1-4,49, 3,4-2,7, 1, 0,3. Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation. L'addition se fait jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un polyzirconosilazane de couleur blanche insoluble est obtenu. 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3 / ppm): 5.1-4.49, 3.4-2.7, 1, 0.3. In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a coolant cooled to -40 ° C. and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C and an ammonia flow is then sent directly into the solution with stirring. The addition is done until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble white polyzirconosilazane is obtained.

Analyse élémentaire : Si/Zr = 5,03 (Si = 27,19 m% ; Zr = 17,55 m%). Spectroscopie infrarouge (KBR/cni-1): 3379, 2962, 2862, 2130, 1546, 1258, 1178, 1000-800, 460 cm-1. Rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 71,5 Le polyzirconosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1500°C (300°C/h) sous azote et maintenu 2 h à 1500°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur violette dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de zirconium dans la phase cubique (ZrN) sont dispersés dans une phase a de nitrure de silicium (a-Si3N4). EDX : Si/Zr = 4,3 (Si (47,99 % At) et Zr (11,08 % At)). Elemental analysis: Si / Zr = 5.03 (Si = 27.19 m%, Zr = 17.55 m%). Infrared Spectroscopy (KBR / cni-1): 3379, 2962, 2862, 2130, 1546, 1258, 1178, 1000-800, 460 cm-1. Ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 71.5 The polyzirconosilazane is ground and sieved (63 μm) in an argon glove box. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1500 ° C (300 ° C / h) under nitrogen and maintained for 2 hours at 1500 ° C before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce violet-colored micropowder in which Zirconium nitride nanocrystals in the cubic phase (ZrN) are dispersed in a silicon nitride phase (a-Si3N4). EDX: Si / Zr = 4.3 (Si (47.99% At) and Zr (11.08% At)).

Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cm-l): 800-1100 (Si-N), 480 (Si-N) et 456 (Zr-N) Raman (cm i): Bandes Zr-N : 150-300 cm-1 (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 661, 700 cm-1 (A+0) et 970 cm-1 (20). DRX: Pics de diffraction de ZrN (structure cristalline de type cfc, groupe 5 d'espace Fm-3m) et de a-Si3N4 comme présenté Figure 7. UV-Visible :À = 550 nm Infrared spectroscopy (IR-ATR; cm-1): 800-1100 (Si-N), 480 (Si-N) and 456 (Zr-N) Raman (cm -1): Zr-N bands: 150-300 cm -1 1 (acoustic transition LA and TA); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 661, 700 cm-1 (A + 0) and 970 cm-1 (20). XRD: ZrN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) and a-Si3N4 as shown in FIG. 7. UV-Visible: λ = 550 nm

EXEMPLE 10 Frittage des poudres de l'exemple 9 par frittage assisté par plasma 10 (SPS) pour générer un objet massif décoratif de type nanocomposite Le polyzirconosilazane de l'exemple 9 est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 15 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1200°C (300°C/h) sous azote et maintenu 2 h à 1200°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres amorphes de couleur jaune verte. 20 Le spectre UV-Visible de la poudre obtenue est présenté Figure 8. 600 mg de cette poudre sont placés en boîte à gants dans un moule graphite de 10 mm de diamètre dont les parois ont été préalablement recouvertes de Papyex. La poudre est ensuite frittée sous azote (50 mI/min) à 1700°C (6000°C/h ; 5 min de palier) en appliquant une pression de 50 MPa avant un 25 refroidissement à température ambiante pour produire un objet massif teinté dans la masse de couleur pourpre dans lequel des nanocristaux de nitrure de zirconium dans la phase cubique (ZrN) sont dispersés dans une phase [3 de nitrure de silicium (R-Si3N4). Le matériau obtenu a une densité relative de 91 °/a (dpoudre = 4,1618 g/cm3 et dpièce = 3,7754 g/cm3). EXAMPLE 10 Sintering of the Powders of Example 9 by Plasma-assisted Sintering (SPS) to Generate a Nanocomposite Decorative Massive Object The polyzirconosilazane of Example 9 is milled and then sieved (63 μm) in a glove box under argon. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C./hour) under ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C. (2 h of stage) in a silica furnace connected to a box. gloves under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated at 1200 ° C (300 ° C / h) under nitrogen and maintained at 1200 ° C for 2 hours before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce yellow-green amorphous micropowder. The UV-Visible spectrum of the powder obtained is shown in FIG. 8. 600 mg of this powder are placed in a glove box in a graphite mold 10 mm in diameter whose walls have been previously covered with Papyex. The powder is then sintered under nitrogen (50 mI / min) at 1700 ° C (6000 ° C / hr, 5 min of bearing) applying a pressure of 50 MPa before cooling to room temperature to produce a solid object tinted in the purple mass in which zirconium nitride nanocrystals in the cubic phase (ZrN) are dispersed in a phase [3 of silicon nitride (R-Si3N4). The material obtained has a relative density of 91% (dusts = 4.1618 g / cm3 and dice = 3.7754 g / cm3).

EXEMPLE 11 Synthèse en deux étape d'un polyzirconosilazane (Si/Zr = 2,4) et préparation du nanocomposite nc-ZrN/a-Si3N4 sous forme de poudre Une première étape est réalisé par réaction entre le perhydropolysilazane [HSiHNH]n et le diéthylamide de zirconium Zr[N(CH2CH3)2]4 dans le toluène à sa température de reflux 9,9 ml (10,13 g, 26,67 mmol) de diéthylamide de zirconium Zr[N(CH2CH3)2]4 sont additionnés sous argon à une solution de perhydropolysilazane [HSiHNH]n (3 g, 66,67 mmol) dans le toluène (100 ml) sous agitation dans une verrerie de type Tricol (500 mL) surmontée d'un réfrigérant refroidit à l'eau, et d'une entrée d'argon. L'addition du tétrakis(diéthylamido)zirconium Zr[N(CH2CH3)2]4 se fait au moyen d'une micro-seringue préalablement purgée sous argon à température ambiante. Une solution noire se forme instantanément. Le mélange réactionnel est laissé à température ambiante sous agitation pendant 15 h. L'élévation de la température jusqu'à la température d'ébullition du toluène se fait progressivement à une vitesse de 30°C/h sous agitation. Le mélange est maintenu à cette température pendant 72 heures puis l'ensemble est refroidit jusqu'à température ambiante sous flux d'argon. EXAMPLE 11 Two-step synthesis of a polyzirconosilazane (Si / Zr = 2.4) and preparation of the nanocomposite nc-ZrN / a-Si3N4 in powder form A first step is carried out by reaction between perhydropolysilazane [HSiHNH] n and the zirconium diethylamide Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4 in toluene at its reflux temperature 9.9 ml (10.13 g, 26.67 mmol) of zirconium diethylamide Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4 are added under argon to a solution of perhydropolysilazane [HSiHNH] n (3 g, 66.67 mmol) in toluene (100 ml) with stirring in a Tricol glassware (500 ml) surmounted by a water-cooled refrigerant, and an argon inlet. The addition of the tetrakis (diethylamido) zirconium Zr [N (CH 2 CH 3) 2] 4 is by means of a micro-syringe previously purged under argon at room temperature. A black solution is formed instantly. The reaction mixture is left at room temperature with stirring for 15 h. The raising of the temperature to the boiling point of toluene is progressively carried out at a rate of 30 ° C./h with stirring. The mixture is maintained at this temperature for 72 hours and then the whole is cooled to room temperature under an argon stream.

Après retour à température ambiante, le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide. Un composé jaune soluble est obtenu. Spectroscopie infrarouge (KBR/cm-1): 2962-2927, 2861, 2142, 1457, 1376, 1000-800 et 485. After returning to ambient temperature, the solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. A soluble yellow compound is obtained. Infrared Spectroscopy (KBR / cm-1): 2962-2927, 2861, 2142, 1457, 1376, 1000-800 and 485.

Résonance Magnétique Nucléaire 1H (CDCI3/ppm): 4,56-4,16, 2,8-2,7, 1,22-0,8. Dans une seconde étape de synthèse, le composé intermédiaire précédemment synthétisé est mis en solution dans le toluène dans un ballon Tricol (500 mL) surmonté d'un réfrigérant refroidit à -40°C et d'une entrée d'argon/ammoniac plongeant dans la solution. La solution est refroidie à -40°C et un flux d'ammoniac est alors envoyé directement dans la solution sous agitation. L'addition se fait jusqu'à condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant. Un changement de couleur s'opère au cours de l'addition de l'ammoniac. Après condensation de l'ammoniac dans le réfrigérant, la solution est maintenue 3 jours sous agitation à -40°C puis elle est réchauffée naturellement sous argon. Le solvant est éliminé sous pression réduite à 100°C à l'aide d'un pont à distiller et d'un Schlenk de récupération placé dans l'air liquide Un polyzirconosilazane de couleur blanche insoluble est obtenu. Analyse élémentaire : Si/Zr = 2,4 (Si = 22,19 m% ; Zr = 30,03 m%). Spectroscopie infrarouge (KBR/cni-i): 3368, 2962-2857, 2131, 1464-1346, 1000-800 et 500. 1H Nuclear Magnetic Resonance (CDCl3 / ppm): 4.56-4.16, 2.8-2.7, 1.22-0.8. In a second synthesis step, the intermediate compound previously synthesized is dissolved in toluene in a Tricol flask (500 mL) surmounted by a coolant cooled to -40 ° C. and an argon / ammonia inlet immersed in the solution. The solution is cooled to -40 ° C and an ammonia flow is then sent directly into the solution with stirring. The addition is done until the ammonia is condensed in the refrigerant. A color change occurs during the addition of ammonia. After condensation of the ammonia in the refrigerant, the solution is kept stirring for 3 days at -40 ° C. and then is naturally heated under argon. The solvent is removed under reduced pressure at 100 ° C. using a distillation bridge and a recovery Schlenk placed in the liquid air. An insoluble white polyzirconosilazane is obtained. Elemental analysis: Si / Zr = 2.4 (Si = 22.19 m%, Zr = 30.03 m%). Infrared Spectroscopy (KBR / cni-i): 3368, 2962-2857, 2131, 1464-1346, 1000-800 and 500.

Rendement céramique (1000 °C (5 °C/h), NH3): : 70 % Le polyzirconosilazane est broyé puis tamisé (63 pm) en boîte à gants sous argon. La poudre est placée dans une nacelle en nitrure de bore pour subir une pyrolyse (300°C/h) sous ammoniac (120 ml/min) à 1000°C (2 h de palier) dans un four silice connecté à une boîte à gants sous azote avant un refroidissement à température ambiante à 600°C/h. Le produit de pyrolyse est ensuite chauffé à 1500°C (300°C/h) sous azote et maintenu 2 h à 1500°C avant un refroidissement à 600°C/h à température ambiante pour produire des micropoudres de couleur marron dorée dans lesquelles des nanocristaux de nitrure de zirconium dans la phase cubique (ZrN) sont dispersés dans une phase amorphe de nitrure de silicium (Si3N4). Spectroscopie infrarouge (IR-ATR; cnf-1): 800-1100 (Si-N), 600-400 (Zr-N). Raman (cm 1): Bandes Zr-N : 150-300 cm-1 (transition acoustique LA et TA); 390-650 cm-1 (modes optiques LO et TO); 648, 700 cm-1 (A+O) et 970 cm"1 (20). DRX : Pics de diffraction de ZrN (structure cristalline de type cfc, groupe d'espace Fm-3m) comme présenté Figure 9. Ceramic yield (1000 ° C (5 ° C / h), NH3): 70% The polyzirconosilazane is ground and sieved (63 μm) in an argon glove box. The powder is placed in a boron nitride boat for pyrolysis (300 ° C / h) in ammonia (120 ml / min) at 1000 ° C (2 h of step) in a silica furnace connected to a glove box under nitrogen before cooling to room temperature at 600 ° C / h. The pyrolysis product is then heated to 1500 ° C (300 ° C / h) under nitrogen and maintained for 2 hours at 1500 ° C before cooling to 600 ° C / h at room temperature to produce golden brown micro-powders in which nanocrystals of zirconium nitride in the cubic phase (ZrN) are dispersed in an amorphous phase of silicon nitride (Si3N4). Infrared spectroscopy (IR-ATR; cnf-1): 800-1100 (Si-N), 600-400 (Zr-N). Raman (cm 1): Zr-N strips: 150-300 cm-1 (acoustic transition LA and TA); 390-650 cm-1 (LO and TO optical modes); 648, 700 cm-1 (A + O) and 970 cm-1 (20) DRX: ZrN diffraction peaks (cfc crystal structure, Fm-3m gap group) as shown in Figure 9.

Claims (9)

REVENDICATIONS1- Polymétallosilazane modifié, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu selon un procédé comprenant les étapes successives suivantes : a) réaction d'un polysilazane avec une entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné, pour obtenir un polymère de type polymétallosilazane et b) réaction d'ammonolyse par action d'ammoniac du polymétallosilazane obtenu pour éliminer au moins partiellement les groupements carbonés, tout 10 en augmentant le degré de réticulation du polymère. CLAIMS 1-Polymetallosilazane modified, characterized in that it is capable of being obtained by a process comprising the following successive steps: a) reaction of a polysilazane with a molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group to obtain a polymetallosilazane type polymer and b) an ammonolysis reaction by ammonia action of the polymetallosilazane obtained to at least partially remove the carbon groups, while increasing the degree of crosslinking of the polymer. 2 - Polymétallosilazane modifié selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape b) est suivie d'une mise en forme à chaud du polymétallosilazane modifié obtenu permettant d'obtenir une forme densifiée du polymère par déformation plastique. 15 2 - modified polymetallosilazane according to claim 1, characterized in that step b) is followed by hot shaping of the modified polymetallosilazane obtained making it possible to obtain a densified form of the polymer by plastic deformation. 15 3 - Polymétallosilazane modifié selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les métaux de transition est (sont) choisi(s) parmi Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo et W. 3 - modified polymetallosilazane according to one of the preceding claims, characterized in that the transition metal (s) is (are) chosen from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W. 4 - Polymétallosilazane modifié selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il répond à la formule : 20 -{[Si(R')(R2)-NH]a[Si(RI)(R2)-N(R3)]b}-n dans laquelle : - M est un métal de transition, par exemple choisi parmi 11, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo et W, - a et b correspondent au rapport molaire Si/M fixé durant la réaction de 25 l'étape a), - RI et R2 identiques ou différents représentent, chacun indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un groupe alkyle ou alcényle, ou aminoalkyle, préférentiellement un atome d'hydrogène ou un groupe -CH3, - CH=CH2 ou -N(H)R4 avec R4 qui représente un atome d'hydrogène ou un 30 atome de silicium d'une autre chaîne polysilazane, - R3 représente :- soit un groupement réticulant incorporant l'élément métallique de type -M(R5)Z avec z qui dépend du degré de coordination (coordinence) du métal M et R5 qui représente, soit un groupement issu de l'entité moléculaire utilisé à l'étape a), par exemple un groupe amino, aikylamino, arylamino, alcoxyde (saturé ou insaturé), alkyle, aryle et plus généralement tout groupement labile à base de C, N, H, 0, P ou S, étant entendu que R5 ne peut pas être un atome d'halogène (Cl, Br, I, F), soit l'atome d'azote d'une autre chaîne polysilazane, - soit un atome d'azote d'une autre chaîne polysilazane. 4 - Polymetallosilazane modified according to one of the preceding claims, characterized in that it corresponds to the formula: - ([Si (R ') (R2) -NH] a [Si (RI) (R2) -N ( Wherein: M is a transition metal, for example selected from 11, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W, - a and b correspond to the Si / molar ratio; During the reaction of step a), R 1 and R 2, which are identical or different, each represent, independently of one another, a hydrogen atom, an alkyl or alkenyl group or an aminoalkyl group, preferably an atom; of hydrogen or a group -CH3, -CH = CH2 or -N (H) R4 with R4 which represents a hydrogen atom or a silicon atom of another polysilazane chain, -R3 represents: - a grouping crosslinking agent incorporating the metal element of the type -M (R5) Z with z which depends on the degree of coordination (coordination) of the metal M and R5 which represents either a group derived from the molecular entity used in step a), p for example an amino, alkylamino, arylamino, alkoxide (saturated or unsaturated), alkyl, aryl and more generally any leaving group based on C, N, H, O, P or S, it being understood that R5 can not be a halogen atom (Cl, Br, I, F), the nitrogen atom of another polysilazane chain, or a nitrogen atom of another polysilazane chain. 5 - Polymétallosilazane modifié selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit polysilazane est un perhydropolysilazane, un polyhydrosilazane, un polymétylsilazane, un polydiméthylsilazane, un polymétylvinylsilazane, un polyvinylsilazane, ou un copolysilazane. 5 - modified polymetallosilazane according to one of claims 1 to 4, characterized in that said polysilazane is a perhydropolysilazane, a polyhydrosilazane, a polymethylsilazane, a polydimethylsilazane, a polymethylvinylsilazane, a polyvinylsilazane, or a copolysilazane. 6 - Polymétallosilazane modifié selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné est choisie parmi les aikylamides de formule M(NR2)X et les alcoxydes de formule M(OR)X dans lesquels M représente un métal de transition tel que Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo ou W, les groupes R identiques ou différents représentent une chaîne alkyle de type méthyle ou éthyle et x est égal à 3, 4, 5 ou 6 dépendant de la coordinance du métal M. 6 - Polymetallosilazane modified according to one of the preceding claims, characterized in that the molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group is chosen from the alkylamides of formula M (NR 2) X and the alkoxides of formula M (OR) X in which M represents a transition metal such as Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo or W, the identical or different R groups represent an alkyl chain of methyl or ethyl type and x is equal to 3, 4, 5 or 6 depending on the coordination of the metal M. 7 - Polymétallosilazane modifié selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entité moléculaire comprenant au moins un métal de transition et au moins un groupement carboné est choisie parmi Ti[N(CH3)2]4, Ti[N(CH2CH3)2]4i Zr[N(CH3)2]4, Zr[N(CH2CH3)2]4, Zr[N(CH2CH3)(CH3)]4i Hf[N(CH3)2]4, Hf[N(CH2CH3)2]4, Hf[N(CH2CH3)(CH3)]4, Ti[O(CH2CH3)]4, Zr[O(CH2CH3)]4. 7 - Polymetallosilazane modified according to one of the preceding claims, characterized in that the molecular entity comprising at least one transition metal and at least one carbon group is selected from Ti [N (CH 3) 2] 4, Ti [N ( ## STR2 ## CH2CH3) 2] 4, Hf [N (CH2CH3) (CH3)] 4, Ti [O (CH2CH3)] 4, Zr [O (CH2CH3)] 4. 8 - Procédé de préparation d'un matériau nanocomposite comprenant une matrice composée d'une forme binaire amorphe ou cristalline de nitrure de silicium, dans laquelle sont répartis des nanocristaux d'un nitrure de métal de transition de structure binaire, se présentant sous la forme de particules, de fibres micrométriques continues, de nanofibres ou de nanotubes, d'unrevêtement, d'un composite d'infiltration d'une préforme fibreuse ou encore sous la forme d'un objet massif caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une étape de pyrolyse d'un polymétallosilazane selon l'une des revendications 1 à 7. 8 - Process for the preparation of a nanocomposite material comprising a matrix composed of an amorphous or crystalline binary form of silicon nitride, in which nanocrystals of a transition metal nitride of binary structure, in the form of of particles, continuous micrometric fibers, nanofibres or nanotubes, a coating, a composite of infiltration of a fibrous preform or even in the form of a massive object characterized in that it implements a pyrolysis step of a polymetallosilazane according to one of claims 1 to 7. 9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour obtenir un nanocomposite sous la forme d'un objet massif. - Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en forme par compactage, après l'étape de pyrolyse. 11 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce l'étape de mise 10 en forme est réalisée par frittage, éventuellement avec un traitement plasma. 12 - Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en forme par compactage, avant l'étape de pyrolyse. 13 - Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que l'étape de mise en forme par compactage est réalisée à une température appartenant à la gamme allant de 20 à 400°C, de préférence de 50 à 150°C. 9 - Process according to claim 8 characterized in that it is implemented to obtain a nanocomposite in the form of a massive object. - Process according to claim 9 characterized in that it comprises a compaction forming step, after the pyrolysis step. 11 - Process according to claim 10 characterized in that the shaping step is carried out by sintering, optionally with a plasma treatment. 12 - Process according to claim 9 characterized in that it comprises a shaping step by compacting, before the pyrolysis step. 13 - Process according to claim 12 characterized in that the compacting shaping step is carried out at a temperature in the range of 20 to 400 ° C, preferably 50 to 150 ° C.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119615316B (en) * 2025-02-14 2025-04-22 山西省建筑科学研究院集团有限公司 Corrosion-resistant metal surface composite coating material and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436398A (en) * 1993-04-08 1995-07-25 Tonen Corporation Polymetalosilazane, process of producing same, silicon nitride based ceramic, and process of preparing same
US6544657B1 (en) * 1999-10-12 2003-04-08 The Federal State Of Bavaria, Germany As Represented By The University Of Bayreuth Synthesis of oligosilazane-containing compounds for the production of a ceramic-like material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4314497A1 (en) 1993-05-03 1994-11-10 Bayer Ag Polymeric multinary azanes, process for their preparation and their use
ATE428005T1 (en) 2004-07-07 2009-04-15 Haute Ecole Arc Ne Be Ju DECORATIVE COATING THROUGH THE DEPOSITION OF ALTERNATING NITRIDE LAYERS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436398A (en) * 1993-04-08 1995-07-25 Tonen Corporation Polymetalosilazane, process of producing same, silicon nitride based ceramic, and process of preparing same
US6544657B1 (en) * 1999-10-12 2003-04-08 The Federal State Of Bavaria, Germany As Represented By The University Of Bayreuth Synthesis of oligosilazane-containing compounds for the production of a ceramic-like material

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAPKE J ET AL: "SYNTHESIS AND PYROLYSIS OF LIQUID ORGANOMETALLIC PRECURSORS FOR ADVANCED SI-TI-C-N COMPOSITES", ADVANCED MATERIALS, WILEY VCH VERLAG, DE LNKD- DOI:10.1002/ADMA.19950070407, vol. 7, no. 4, 1 April 1995 (1995-04-01), pages 380 - 384, XP000502866, ISSN: 0935-9648 *
LICHTENBERG O., PIPPEL E., WOLTERSDORF J., RIEDEL R.: "Formation of nanocrystalline titanium carbonitride by pyrolysis of poly(titanylcarbodiimide)", MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS, vol. 81, 2003, pages 195 - 201, XP002594553 *
LIU X ET AL: "Reactions of Tetrakis(dimethylamide)-Titanium, -Zirconium and -Hafnium with Silanes: Synthesis of Unusual Amide Hydride Complexes and Mechanistic Studies of Titanium-Silicon-Nitride (Ti-Si-N) Formation", JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, NEW YORK, US LNKD- DOI:10.1021/JA010744S, vol. 123, no. 33, 1 January 2001 (2001-01-01), pages 8011 - 8021, XP002335039, ISSN: 0002-7863 *
LOEFFELHOLZ J ET AL: "SOL-GEL-PROCESS IN THE AMMONO-SYSTEM - A NOVEL ACCESS TO SILICON BASED NITRIDES SOL-GEL-PROZESS IM AMMONO-SYSTEM - EIN NEUER ZUGANG ZU MEHRKOMPONENTIGEN NITRIDEN AUF SILICIUMBASIS", ZEITSCHRIFT FUR ANORGANISCHE UND ALLGEMEINE CHEMIE, WILEY - V C H VERLAG GMBH & CO. KGAA, DE LNKD- DOI:10.1002/(SICI)1521-3749(200004)626:4<963::AID-ZAAC963>3.0.CO;2-J, vol. 626, no. 4, 1 January 2000 (2000-01-01), pages 963 - 968, XP001036646, ISSN: 0044-2313 *
SATO K., SAITOH T., NAGANO T, IWAMOTO Y.: "Low temperature crystallization behavior of alpha-Si3N4 from Ti-Doped amorphous silicon nitride derived from polytitanasilazanes", JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN, vol. 114, no. 6, 2006, pages 502 - 506, XP002594554 *

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