CA2487320C

CA2487320C - Method for preparing ceramic powders in the presence of a carbon source, powders obtained and use thereof

Info

Publication number: CA2487320C
Application number: CA2487320A
Authority: CA
Inventors: Michel Armand; Patrick Charest; Abdelbast Guerfi; Karim Zaghib
Original assignee: Hydro Quebec
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2014-07-15
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: CA2487320A1

Abstract

The invention concerns a method for preparing ceramic powders in the presence of a carbon powder comprising a step which consists in homogenizing a mixture of particles capable of resulting in a ceramic by heat treatment. Said method can be carried out in the presence of an accelerated solvent and provides, at reduced energy consumption, carbon-coated ceramic powders and then ceramics.

Description

PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DE POUDRES CÉRAMIQUES
EN PRÉSENCE D'UNE SOURCE DE CARBONE. POUDRES AINSI
OBTENUES ET LEUR UTILISATION
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention est relative à un procédé de préparation de poudres céramiques en présence de carbone. Ce procédé est particulièrement avantageux pour la préparation de poudres céramiques dont la taille moyenne est de l'ordre du nanomètre et comme étape préliminaire à la préparation de céramiques.
La présente invention concerne également les poudres de céramique et les céramiques obtenues par ces procédés, notamment les céramiques conductrices comportant du carbone résiduaire et leur utilitation dans l'industrie.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
On appelle généralement céramiques tout produit fabriqué par traitement thermique notamment à
partir d'argiles, de sables, de feldspaths et/ou de craies.
On désigne dans le cadre de la présente invention, par poudre céramique tout mélange de particules susceptible de résulter après traitement thermique dans une céramique.
Comme précisé notamment dans le Tome 3 du Grand Larousse Universel publié par Actualia, les céramiques, au pluriel, sont tous les métaux manufacturés ou tous les produits qui sont chimiquement inorganiques, exception faite des métaux et de leur alliages, et qui sont obtenus, généralement, par des traitements à haute température.
La littérature répertorie différents type de céramiques, il s'agit notamment des céramiques traditionnelles telles que les verres, les liants hydrauliques (ciment, chaux) et les émaux sur tôle.
Les autres céramiques s'ont habituellement classées en deux catégories, d'après la nature de la pâte cuite utilisée pour leur préparation.

Il s'agit tout d'abord des produits de type poreux caractérisés par une cassure terreuse et par une pâte perméable, ainsi les poteries à pâte perméable plus ou moins colorée en rouge par l'oxyde de fer telles que les terres cuites, les poteries vernissées, la faïence stannifère, les produits réfractaires résistant aux hautes températures, les poteries à pâte perméable blanche et fine telles que les faïences fines.
Il s'agit également des produits céramiques imperméables tels que les grès cérames, les porcelaines dont la pâte est dure et les porcelaines sanitaires.
Le Tome 3 du Grand Larousse Universel édité par Actualia mentionne également les nouvelles céramiques qui correspondent à de très nombreuses catégories dont les oxydes, les carbures, les nitrures, les borures et les siliciures. Ces produits principalement obtenus à
partir de poudres sont communément appelés produits frittés. Cette catégorie couvre les composés ayant une structure physico-chimique de type binaire, alors que les céramiques traditionnelles silicatées correspondent, elles, à un mélange d'oxydes en proportions variables.
Les céramiques de type techniques sont utilisées dans les secteurs de haute technologie comme l'industrie nucléaire, l'aéronautique, l'informatique et l'électronique.
Les récents progrès de la science des matériaux ont élargi le champ d'application des céramiques à de nouvelles applications basées sur les propriétés électriques, magnétiques, optiques, piézoélectriques, mécaniques et nucléaires et qui exploitent la nature des matières premières utilisées, qu'il s'agisse d'oxydes ou de non oxydes tels que des carbures ou des nitrures, produits de l'industrie chimique.
Anciennement, l'argile et le silicate d'alumine hydratée (Si02 AL03 H20) constituaient principalement la matière première utilisée pour la fabrication des céramiques décoratives, de carreaux, de sanitaires et de quelques réfractaires.
Depuis, l'emploi d'autres matières premières naturelles ou synthétiques de type alumine frittée, silice, composés silico-alumineux magnésiens (cordiérite, mullite, stéatite) a été à l'origine du développement des céramiques dites techniques.
Ainsi l'utilisation des alcalino-terreux, du carbone ainsi que de l'azote a permis de développer des phases nouvelles telles que les oxynitrures, les sialons, et les carbure utilisés dans les céramiques de pointe. PROCESS FOR THE PREPARATION OF CERAMIC POWDERS
IN THE PRESENCE OF A SOURCE OF CARBON. POWDERS SO
OBTAINED AND THEIR USE
FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for the preparation of powders ceramics in the presence of carbon. This process is particularly advantageous for the preparation of ceramic powders whose average size is of the order of a nanometer and as a preliminary step to the preparation of ceramics.
The present invention also relates to ceramic powders and ceramics obtained by these processes, especially conductive ceramics comprising carbon waste and their use in the industry.
STATE OF THE ART
Ceramics are generally called any product made by treatment thermal in particular to from clays, sands, feldspars and / or chalks.
In the context of the present invention, the term "ceramic powder" refers to particle mixture likely to result after heat treatment in a ceramic.
As stated in particular in Volume 3 of the Grand Larousse Universel published by Actualia, the ceramics, plural, are all manufactured metals or all products which are chemically inorganic, with the exception of metals and their alloys, and which are obtained, generally, by high temperature treatments.
The literature lists different types of ceramics, these include ceramics traditional products such as glasses, hydraulic binders (cement, lime) and enamels on sheet metal.
Other ceramics have usually been classified in two categories, according to the nature of cooked dough used for their preparation.

These are first and foremost porous type products characterized by a earthy break and by a permeable paste, thus permeable pottery more or less colored red by the oxide of iron such as terracotta, glazed pottery, faience stanniferous products High temperature resistant refractory, permeable clay pottery white and fine such as fine earthenware.
It is also waterproof ceramic products such as sandstone ceramics, porcelains with hard paste and sanitary porcelains.
The volume 3 of the Grand Larousse Universel edited by Actualia also mentions the news ceramics that correspond to many categories including oxides, carbides, nitrides, borides and silicides. These products mainly obtained from powders are commonly referred to as sintered products. This category covers the compounds having a physico-chemical structure of binary type, whereas ceramics traditional silicate they correspond to a mixture of oxides in variable proportions.
Technical ceramics are used in high-tech areas technology like the nuclear industry, aeronautics, computer science and electronics.
Recent advances in materials science have broadened the field of application of ceramics to new applications based on electrical properties, magnetic, optical, piezoelectric, mechanical and nuclear technologies and exploit the nature of the raw materials whether they are oxides or non-oxides such as carbides or nitrides, products of the chemical industry.
Formerly, clay and hydrated alumina silicate (SiO 2 ALO 3 H 2 O) constituted mainly the raw material used for the manufacture of ceramics decorative, tiles, sanitary and some refractory.
Since then, the use of other natural or synthetic raw materials sintered alumina type, silica, silico-aluminous magnesium compounds (cordierite, mullite, soapstone) been at the origin of the development of so-called technical ceramics.
Thus the use of alkaline earths, carbon as well as nitrogen has allowed to develop new phases such as oxynitrides, sialons, and carbides used in ceramics peak.

2 =

La notion de matière première aussi appelée mélange de précurseurs s'est donc élargie avec le temps, il s'agit en fait de matériaux ayant subi une préparation extrêmement complexe.
¨ les poudres (oxydes, nitrures, carbures...): grâce à de nouveaux procédés d'élaboration, on obtient des poudres, de granulométrie contrôlée et d'une grande pureté chimique, le produit final s'obtient alors par une mise en forme puis par traitement thermique;
¨ les fibres courtes monocristallines: des fibres courtes de l'ordre de quelques fractions de millimètres sont dispersées dans un matrice qui peut être organique, métallique ou céramique, les "wiskers" de carbure de silicium servent à la réalisation de matériaux composites à forte résistance mécanique;
¨ les précurseurs organométalliques: par thermolyse, certains molécules organiques complexes donnent naissance à des carbures ou à des nitrures (SiC, Si3N4...) utilisés notamment dans l'industrie réfractaire pour développer un produit de haute technicité, enfin l'industrie chimique a fourni aux céramistes des molécules jouant un rôle de liants ou de plastifiants (alcool polyvinylique, carboxyméthylecellulose, alginate, cire...) permettant l'accès à de nouveaux procédés de façonnage, comme le pressage à sec, l'injection thermoplastique, et le coulage en bande.
Les céramiques récemment développées sont souvent qualifiées de céramiques fines ou de céramiques techniques. Cette qualification s'applique car la matière première est une poudre minérale mise en forme pour produire l'objet, et le traitement thermique est nécessaire pour lui donner les caractéristiques recherchées.
Les céramiques sont des matériaux poly-cristallins, polyphasés dont les propriétés finales du produit sont conditionnées pour les propriétés intrinsèques des constituants. Ainsi la combinaison de grains conducteurs et de joints isolants est essentielle pour les propriétés associées à plusieurs composants céramiques utilisables dans le domaine de l'électronique.
La mise au point de microstructures particulières notamment celles incluant du zircone et un renfort par fibres, confère aux céramiques une contrainte à la rupture du niveau de celle des métaux, tout en gardant une tenue en température nettement supérieure. 2 =

The concept of raw material also called mixture of precursors expanded with the time, these are actually materials that have undergone extremely complex.
¨ powders (oxides, nitrides, carbides ...): thanks to new processes of elaboration, we obtain powders, of controlled particle size and a big chemical purity, the final product is then obtained by shaping and by heat treatment;
¨ monocrystalline short fibers: short fibers in the order of a few fractions of millimeters are scattered in a matrix that can be organic, metallic or ceramic, the silicon carbide "wiskers" are used for production of composite materials with high mechanical strength;
¨ organometallic precursors: by thermolysis, certain molecules organic complexes give rise to carbides or nitrides (SiC, Si3N4 ...) used especially in the refractory industry to develop a product of high tech, finally the chemical industry has provided ceramists with molecules acting as binders or plasticizers (polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, alginate, wax ...) allowing access to new shaping processes, such as dry pressing, thermoplastic injection, and the strip casting.
Recently developed ceramics are often referred to as ceramics fine or technical ceramics. This qualification applies because the raw material is a powder mineral shaping to produce the object, and the heat treatment is necessary for him give the desired characteristics.
Ceramics are poly-crystalline, polyphase materials whose final properties of the product are conditioned for the intrinsic properties constituents. So the combination of conductive grains and insulating joints is essential for Properties associated with several ceramic components that can be used in the field of electronics.
The development of particular microstructures including those including zirconia and a reinforcement by fibers, gives ceramics a constraint to breaking the level of that of metals, while keeping a much higher temperature resistance.

3 Les céramiques légères se sont révélées représenter des matériaux idéaux pour l'aéronautique.
Par ailleurs la mise au point de céramiques ayant une porosité déterminée permet la fabrication de membranes de grandes utilité dans les techniques environnementales et dans l'industrie agroalimentaire. L'emploi de poudres nanométriques et de matériaux à gradients de composition permet quant à elle la préparation de nouveaux produits céramiques.
Parmi les procédés récemment développés pour l'élaboration de nouvelles céramiques on peut citer, à titre d'exemple, le coulage en bande, le pressage isostatique et le moulage par injection ou par extrusion.
De plus, la plasticité nécessaire pour l'opération de mise en forme des céramiques est assurée par l'emploi de liants ou de plastifiants, de produits organiques comme les cires, la cellulose ou les composés acryliques, dans les procédés de préparation des céramiques.
Récemment des techniques de coagulation (sol - gel) d'une grande facilité de mise en oeuvre ont été développées.
Enfin, les céramiques présentent l'avantage de pouvoir être préparées sous forme de couches minces ou épaisses, et de n'utiliser ainsi que des quantités limitées de matière première.
Ainsi utilisées comme revêtement, les céramiques jouent un rôle de protection, contre notamment l'usure, la corrosion et/ou la chaleur. Elles sont également susceptibles de s'intégrer avec leurs spécificités de capteurs électrochimiques, de mémoires ferroélectriques,et/ou d' électrodes transparentes dans des systèmes plus complexes, comme ceux que l'on rencontre dans l'électronique et dans la micromécanique.
Les céramiques techniques sont utilisées dans tous les grands secteurs de l'activité industrielle comme cela est mentionné dans la publication Les Applications, extraite du document Les Céramiques", édité par Le Centre Européen de la Céramique, Limoges, France.
Malgré un niveau élevé de performances associé aux céramiques le développement de ces dernières est encore relativement limité, cela provient du fait que les procédés de fabrication des céramiques généralement utilisés sont longs et complexes. Un autre des nombreux facteurs limitatifs au développement des céramiques réside dans le coût énergétique élevé qui associé
avec leur préparation. Il existait donc un besoin pour la mise au point de nouveaux procédés de préparation des céramiques d'une productivité et d'une rentabilité améliorées. 3 Light ceramics have proven to be ideal materials for aeronautics.
In addition, the development of ceramics with a determined porosity allows manufacturing membranes of great utility in environmental techniques and in industry food. The use of nanometric powders and gradient materials decomposition allows for the preparation of new ceramic products.
Among the newly developed processes for developing new ceramics one can for example, band casting, isostatic pressing and injection molding or by extrusion.
In addition, the plasticity necessary for the shaping operation of the ceramics is provided by the use of binders or plasticizers, organic products such as waxes, cellulose or acrylic compounds, in the processes for the preparation of ceramics.
Recently coagulation techniques (sol - gel) of great ease of implementation have have been developed.
Finally, ceramics have the advantage of being able to be prepared under layered form thin or thick, and to use only limited quantities of raw material.
Thus used as a coating, ceramics play a protective role, against in particular wear, corrosion and / or heat. They are also likely to integrate with their specificities of electrochemical sensors, memories ferroelectrics, and / or transparent electrodes in more complex systems, such as those we meet in electronics and in micromechanics.
Technical ceramics are used in all major sectors of industrial activity as mentioned in the publication Applications, extracted from document Ceramics ", published by The European Center for Ceramics, Limoges, France.
Despite a high level of performance associated with ceramics the development of these is still relatively limited, this is due to the fact that manufacture of ceramics Generally used are long and complex. Another of the many factors limiting ceramics development lies in the high energy cost that associated with their preparation. There was therefore a need for the development of new preparation processes ceramics with improved productivity and profitability.

4 DANS LES DESSINS
La Figure 1: illustre un procédé conventionnel de préparation de céramiques, ce procédé
met en oeuvre une succession de traitements thermiques et de broyage des particules retenues pour former la poudre céramique.
La Figure 2: illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention permettant la préparation accélérée de céramique dans lequel la poudre est soumise à un nombre limité de séquences.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
La présente invention est relative à un procédé de préparation d'une poudre céramique en présence d'une poudre de carbone comportant au moins une étape d'homogénéisation du mélange des particules susceptibles de résulter en une céramique par traitement thermique. Ce procédé
accéléré permet d'obtenir, à un coût énergétique réduit, des poudres céramiques puis des céramiques.
La présente invention est également relative à un procédé de préparation d'une poudre céramique à partir d'un mélange de précurseurs de ladite poudre et en présence d'au moins une source de carbone sous forme solide, comprenant au moins une des étapes suivantes :
a) d'homogénéisation par mécano-fusion, en présence de la source de carbone et en présence d'un solvant, pour obtenir un mélange intime, des particules de précurseur susceptibles de résulter en une céramique par traitement thermique;
b) d'élimination du solvant présent dans le mélange intime obtenu dans l'étape a); et c) de carbonisation de la source de carbone résiduelle présente dans le mélange intime de précurseurs obtenu dans l'étape a) ou b) lorsque la source de carbone n'est pas essentiellement constituée de carbone, par traitement thermique dudit mélange intime obtenu dans l'étape a) ou b);
au moins l'étape c) est réalisée en présence d'une source d'oxygène pour éliminer toute trace de carbone résiduaire. 4 IN THE DRAWINGS
Figure 1 illustrates a conventional method of preparing ceramics, this process implements a succession of heat treatments and grinding of retained particles to form the ceramic powder.
Figure 2 illustrates an embodiment of the method according to the invention.
allowing the accelerated preparation of ceramic in which the powder is subjected to a limited number of sequences.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention relates to a process for preparing a powder ceramic in presence of a carbon powder having at least one step homogenization of the mixture particles likely to result in a ceramic treatment thermal. This process accelerated allows to obtain, at a reduced energy cost, powders ceramics then ceramics.
The present invention also relates to a process for the preparation of a ceramic powder from a mixture of precursors of said powder and in the presence of least a source of carbon in solid form, comprising at least one of the following steps:
a) homogenization by mechano-fusion, in the presence of the source of carbon and presence of a solvent, to obtain an intimate mixture, particles of precursor likely to result in a ceramic by heat treatment;
b) removing the solvent present in the intimate mixture obtained in step at); and (c) carbonization of the residual carbon source present in the intimate blend precursors obtained in step a) or b) when the carbon source is not not essentially made of carbon, by heat treatment of said mixture intimate obtained in step a) or b);
at least step c) is carried out in the presence of an oxygen source for eliminate all trace of residual carbon.

5 La présente invention est aussi relative à une poudre céramique obtenue par le procédé défini précédemment.
La présente invention vise également l'utilisation d'une poudre céramique définie précédemment dans le domaine des piles à combustible ou dans le domaine de l'automobile.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Un premier objet de la présente invention réside dans un procédé de préparation d'une poudre céramique à partir d'un mélange de précurseurs, en présence d'au moins une source de carbone qui est sous forme liquide, solide, gazeuse ou sous forme hétérogène. La source de carbone utilisée est par exemple sous la forme de particules de graphite en suspension dans un hydrocarbure ou dans un résidu de raffinerie.
Le procédé est avantageusement réalisé en présence d'un solvant ayant pour fonction de disperser les précurseurs du mélange de départ qui va être soumis à homogénéisation et plus particulièrement d'éviter la formation d'agglomérats de précurseurs. Ce solvant est de préférence de type organique et il est préférentiellement choisi dans le groupe constitué
par l'eau, les solvants organiques et les solvants inorganiques. Parmi les solvants organiques on retient de préférence les alcools, les esters et les cétones.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, la source de carbone utilisée pour la mise en oeuvre du procédé est sous forme liquide et elle est constituée par:
5a - un ou plusieurs hydrocarbures, de préférence par un mélange d'hydrocarbures liquides à température ambiante tel que des résidus de raffinerie, de préférence du coke de pétrole ou du coke de brie; ou - un ou plusieurs polymères ayant un poids moléculaire supérieur à 50.000, de préférence par un mélange de ou à base de polymères oxygénés tel qu'un mélange d'oxyde de propylène dans l'acétonitryle.
Selon un autre mode avantageux de réalisation, la source de carbone sous forme solide est choisie dans le groupe constitué par les particules de carbone synthétique ou naturel, tel que les particules de noir de Ketjen, de noir de Shawinigam ou d'un mélange de ces derniers.
De façon préférée, la source solide de carbone utilisée présente une pureté
supérieure à 50 % et les impuretés lorsqu'elles sont présentes sont préférentiellement choisies dans le groupe constitué par le soufre, l'azote, et l'oxygène.
Lorsque la source de carbone est sous forme gazeuse elle est choisie dans le groupe constitué par les alcanes, les alcènes, les alcynes ou un mélange de ces derniers. Comme source gazeuse ont utilise préférentiellement un gaz tel que CH4, C2H6, C2H2 ou un mélange de ces derniers.
Le procédé de préparation d'une poudre céramique selon l'invention comprend au moins une des étapes suivantes:
a) l'homogénéisation, en présence de la source de carbone et éventuellement en présence d'un solvant, pour obtenir un mélange intime, de préférence par broyage, plus préférentiellement encore par broyage à haute énergie, d'un mélange de particules susceptibles de résulter en une céramique par traitement thermique;
b) l'élimination du solvant utilisé; et c) la carbonisation, du carbone résiduel présent dans le mélange obtenu dans l'étape a) ou b) lorsque la source de carbone n'est pas essentiellement constituée de carbone, par traitement thermique dudit mélange intime obtenu dans l'étape a) ou b). 5 The present invention also relates to a ceramic powder obtained by the defined process previously.
The present invention also aims at the use of a ceramic powder previously defined in the field of fuel cells or in the automotive field.
DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first object of the present invention resides in a method of preparation of a powder ceramics from a mixture of precursors, in the presence of at least one carbon source which is in liquid, solid, gaseous or heterogeneous form. The carbon source used is for example in the form of suspended graphite particles in one hydrocarbon or in a refinery residue.
The process is advantageously carried out in the presence of a solvent having for function to disperse the precursors of the starting mixture which will be subjected to homogenization and more particularly to avoid the formation of precursor agglomerates. This solvent is preferably organic type and is preferably selected from the group consisting of by water, organic solvents and inorganic solvents. Among the solvents organic is retained from preferably alcohols, esters and ketones.
According to an advantageous embodiment of the invention, the carbon source used for the The process is in liquid form and consists of:
5a one or more hydrocarbons, preferably a mixture of hydrocarbons ambient temperature liquids such as refinery residues, preference of petroleum coke or brie coke; or one or more polymers having a molecular weight greater than 50,000, preferably a mixture of or based on oxygenated polymers such as a mixture of propylene oxide in acetonitrile.
According to another advantageous embodiment, the carbon source in form solid is chosen in the group consisting of synthetic or natural carbon particles, such as particles of Ketjen black, Shawinigam black or a mixture of these.
Preferably, the solid source of carbon used has a purity greater than 50% and impurities when present are preferentially chosen in the group constituted by the sulfur, nitrogen, and oxygen.
When the carbon source is in gaseous form it is chosen in the group consisting of alkanes, alkenes, alkynes or a mixture thereof. As a source gas have used preferentially a gas such as CH4, C2H6, C2H2 or a mixture of these last.
The process for preparing a ceramic powder according to the invention comprises least one of following steps:
a) homogenization, in the presence of the carbon source and possibly in the presence of a solvent, to obtain an intimate mixture, preferably by grinding, more preferentially still by high energy grinding, a mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment;
b) the removal of the solvent used; and c) carbonization, residual carbon present in the mixture obtained in step a) or (b) where the carbon source does not essentially consist of carbon, by heat treatment of said intimate mixture obtained in step a) or b).

6 L'élimination du solvant du mélange intime obtenu dans l'étape a) se fait à
une température comprise de préférence entre 40 et 150 degrés Celsius, plus préférentiellement encore à
une température comprise entre 60 et 120 degrés Celsius.
L'introduction de la source de carbone et du solvant se fait préférentiellement au début de l'étape a) mais peut être également réalisée au cours de l'étape a).
La réalisation du procédé sous une atmosphère réductrice formée de préférence par de l'azote, de l'argon ou un mélange de ces derniers permet l'obtention de particules de poudre céramique enrobées de carbone.
De façon avantageuse, la source solide de carbone est constituée par des particules de carbone ayant une taille qui varie entre 10 et 900 nanomètres et présentant une surface spécifique mesurée selon la méthode BET qui est supérieure à 50 m2/g.
Selon un mode particulièrement intéressant de mise en oeuvre du procédé, le mélange de particules susceptible de résulter en céramique par traitement thermique est un mélange de particules de Zr02 et de particules de Y203. Ce mélange est constitué de préférence de x pour cent en poids de particules de Zr02 et de (100-x) pour cent en poids de particules de Y203, avec x variant de 1 à 99.
De façon encore plus avantageuse, x est voisin de 50.
Selon un autre mode particulier de réalisation de la présente invention, le mélange de particules susceptible de résulter en céramique par traitement thermique et qui est utilisé pour la mise en uvre du procédé, est constituée de particules de Li2CO3 et de particules de Ti02.
Ce mélange est constitué
de x pour cent en poids de particules de Li2CO3 et de (100-x) pour cent en poids de particules de Ti02., avec x variant de 1 à 99. De façon encore plus avantageuse, x est voisin de 50.
Selon un autre mode particulier, le mélange de particules susceptible de résulter en céramique par traitement thermique est constitué de particules de Li2CO3 et de particules de Ti02. Ce mélange est constitué de x pour cent en poids de particules de Li2CO3 et de (100-x) pour cent en poids de particules de Ti02, avec x variant de préférence entre 1 et 92. La source de carbone est alors préférentiellement constituée par un polymère à base de polyoxyde d'éthylène.
Ce polyoxyde d'éthylène ayant de préférence un poids moléculaire moyen de 54.000 et il est avantageusement 6 The removal of the solvent from the intimate mixture obtained in step a) is carried out at a temperature included preferably between 40 and 150 degrees Celsius, more preferably still at a temperature between 60 and 120 degrees Celsius.
The introduction of the carbon source and the solvent is preferably at the beginning of step a) but can also be performed during step a).
The realization of the process under a reducing atmosphere formed preferably with nitrogen, argon or a mixture of these allows to obtain particles of coated ceramic powder of carbon.
Advantageously, the solid carbon source is constituted by carbon particles having a size that varies between 10 and 900 nanometers and has a surface specific measured according to the BET method that is greater than 50 m2 / g.
According to a particularly advantageous mode of implementation of the method, the particle mixture likely to result in ceramic by heat treatment is a mixture of Zr02 particles and Y203 particles. This mixture is preferably composed of x for cent in weight of particles of ZrO 2 and (100-x) percent by weight of Y 2 O 3 particles, with x ranging from 1 to 99.
Even more advantageously, x is close to 50.
According to another particular embodiment of the present invention, the particle mixture likely to result in ceramic by heat treatment and that is used for implementation of the process consists of Li2CO3 particles and TiO2 particles.
This mixture is constituted x percent by weight of Li2CO3 particles and (100-x) percent by weight particle weight of TiO 2, with x varying from 1 to 99. Even more advantageously, x is neighbor of 50.
According to another particular mode, the mixture of particles capable of result in ceramic by heat treatment consists of Li2CO3 particles and particles of Ti02. This mixture is consisting of x percent by weight of Li2CO3 particles and (100-x) cent in weight of TiO 2 particles, with x preferably varying between 1 and 92. The source of carbon is then preferably consisting of a polymer based on polyethylene oxide.
This polyoxide of ethylene preferably having an average molecular weight of 54,000 and it is advantageously

7 dissout avant la mise en oeuvre de l'étape d'homogénéisation dans un solvant aqueux ou organique tel que l'acétonitrile.
Pour la mise en uvre du procédé, les particules du mélange susceptible de résulter en une céramique présentent avantageusement une taille comprise entre 1 nanomètre et 10 micromètres.
Cette taille est de façon encore plus avantageuse comprise entre 20 et 800 nanomètres.
Des résultats particulièrement avantageux sont obtenu lors de la mise en oeuvre du procédé de préparation avec des particules de Zr02, Y203, TiO2 ou Li2TiO3 dont la taille varie entre 1 et 10 microns.
Parmi les poudres de carbone, on retiendra particulièrement celles qui présentent une répartition granulométrique caractérisée par une D50 comprise entre 10 nanomètres et 10 micromètres, plus particulièrement encore celles ayant une D50 comprise entre 100 nanomètres et 2 micromètres.
Lorsque la poudre de la source de carbone est constituée par un polymère ou par un hydrocarbure sous forme de poudre, ont retiendra avantageusement les poudres correspondantes qui présentent une D50 de 10 à 500 nanomètres, et on préfèrera encore celles dont la D50 varie de 100 à 200 nanomètres.
En ce qui concerne les particules de la source susceptible de résulter en une céramique par traitement thermique, on privilégiera celles présentant une répartition granulométrique caractérisée par une D50 comprise entre 10 nanomètres et 10 micromètres. Celles présentant une D50 comprise entre 100 nanomètres et 2 micromètres présentent un intérêt particulier.
D'une façon générale des résultats intéressants sont obtenus lorsque les diverses particules utilisées dans le procédé ont des caractéristiques granulométriques sensiblement similaires, et plus particulièrement caractérisées par des D50 inférieures ou égales à 1 micromètre.
Lorsque l'homogénéisation se fait dans l'étape a) du procédé par voie sèche, on utilise de préférence un mélangeur Aglomaster de la compagnie HOSOKAWA. Lorsque l'homogénéisation se fait dans l'étape a) par voie solvant on utilise avantageusement un dispositif de mécano-fusion de la Compagnie HOSOKAWA, Japan. La vitesse d'homogénéisation est, en particulier, pour les mélangeurs de type Aglomaster de préférence comprise entre 1500 et 3000 tours/minutes. 7 dissolved before the implementation of the homogenization step in a solvent aqueous or organic such as acetonitrile.
For the implementation of the process, the particles of the mixture likely to result in a ceramics advantageously have a size of between 1 nanometer and 10 micrometers.
This size is even more advantageous between 20 and 800 nanometers.
Particularly advantageous results are obtained when setting process of preparation with ZrO 2, Y 2 O 3, TiO 2 or Li 2 TiO 3 particles whose size varies between 1 and 10 microns.
Among the carbon powders, we will particularly remember those which have a breakdown particle size characterized by a D50 between 10 nanometers and 10 micrometers, plus particularly those having a D50 of between 100 nanometers and 2 micrometers.
When the powder of the carbon source is constituted by a polymer or by a hydrocarbon in powder form, will advantageously retain the powders correspondents who present a D50 of 10 to 500 nanometers, and we will still prefer those whose D50 varies from 100 to 200 nanometers.
With regard to the particles of the source likely to result in a ceramic by heat treatment, preference will be given to those with a grain size characterized by a D50 between 10 nanometers and 10 micrometers. Those presenting a D50 included between 100 nanometers and 2 micrometers are of particular interest.
In general, interesting results are obtained when various particles used in the process have granulometric characteristics substantially similar, and more particularly characterized by D50 less than or equal to 1 micrometer.
When the homogenization is done in step a) of the dry process, we prefer to use an Aglomaster mixer from the company HOSOKAWA. When homogenization done in step a), by the solvent route, a mechanical control device is advantageously used.
merger of the HOSOKAWA Company, Japan. The homogenization rate is, in particular, for the mixers of Aglomaster type preferably between 1500 and 3000 revolutions / minute.

8 WO 03/101908 WO 03/10190

9 PC T/CA03/00795 La durée de l'étape a) est généralement comprise entre 1 et 3 heures. Elle est plus préférentiellement encore d'environ 2 heures.
La durée de l'étape c) est, quant à elle, de 2 à 24 heures. Elle est plus préférentiellement encore d'environ 3 heures.
Selon un mode avantageux de réalisation de 'invention les étapes sont réalisées sous atmosphère inerte, afin de garder le carbone dans le produit final, de préférence sous azote ou sous argon, ou sous un mélange de ces derniers. Sinon, le carbone est oxydé et éliminé par évaporation sous forme de gaz carbonique.
Dans le cas où l'on souhaite éliminer toute trace de carbone résiduaire dans la poudre céramique obtenue en fin de procédé, on réalise alors au moins une étape du procédé en présence d'une source d'oxygène telle que l'air ou de l'oxygène pur. Cette précaution est nécessaire en particulier dans le cas ou la présence de carbone résiduaire pourrait nuire à la qualité de la céramique que l'on souhaite préparer à partir de cette poudre.
La source de carbone peut être en partie sous forme liquide et/ou gazeuse.
Selon un mode avantageux de réalisation de l'étape b) l'élimination du solvant est réalisée à une température comprise entre 200 et 500 degré Celsius, et plus préférentiellement encore à une température d'environ 400 Celsius. La durée de ce traitement thermique est quant à elle avantageusement comprise entre 12 et 24 heures, et de préférence d'environ 20 heures.
Selon un mode préférentiel de réalisation de la présente invention, l'étape de carbonisation est réalisée dans le réacteur ayant servi à réaliser l'homogénéisation du mélange susceptible de résulter en céramique par traitement thermique.
Le procédé de préparation selon l'invention permet notamment d'obtenir une poudre céramique dont les particules présentent une granulométrie comprise entre 10 nanomètres et 1 micron. La taille des particules de la poudre céramique obtenue est avantageusement comprise entre 50 et 500 nm.

Dans l'étape a) d'homogénéisation, la température est réglée de façon avantageuse entre 20 et 40 Celsius, plus préférentiellement encore cette température est d'environ 25 C.
Dans l'étape b) de carbonisation, la température est avantageusement réglée entre 700 et 1.200 Celcius, plus préférentiellement encore cette température est d'environ 1.100 C.
De façon avantageuse, la quantité de la source de carbone utilisée dans le procédé représente de 2 à
% en poids, de préférence environ 6 % en poids du mélange de particules susceptible de résulter en une céramique par traitement thermique.
Préférentiellement, la source de carbone est un polymère et la quantité de polymère utilisée représente de 5 à 30 % en poids, de préférence environ 20 % en poids, plus préférentiellement encore environ 10 % en poids du mélange de particules susceptible de résulter en une céramique par traitement thermique.
Dans le mode particulier dans lequel un mélange de poudre de Y203 est de Zr02 est utilisé pour la préparation de la poudre céramique, la quantité de Y203 dans le mélange de particules soumis à
broyage varie entre 5 et 15 % et celui de la quantité de Zr02 varie de 5 à 15 % en poids.
Le procédé de préparation selon la présente invention permet avantageusement d'obtenir une poudre céramique présentant à la fin de l'étape b) ou à la fin de l'étape c) une structure de type nano, plus préférentiellement encore la taille des particules céramiques ainsi obtenues est comprise entre 10 et 900 nanomètres.
Un deuxième objet de la présente invention est constitué par les poudres céramiques susceptibles d'être obtenues par l'un des procédés objet de la présente invention. Ces poudres se caractérisant notamment par une répartition granulométrique homogène et/ou par une teneur en carbone résiduel située entre 0,05 et 10 %.
Un troisième objet de la présente invention est constitué par un procédé de préparation d'une céramique incorporant les étapes de préparation d'une poudre céramique, étapes définies dans le cadre du premier objet de l'invention ainsi qu'une étape finale dans laquelle la poudre de céramique obtenue est soumise, selon un mode habituel de transformation des poudres céramiques en céramique, à au moins un traitement thermique à une température supérieure à
800 Celcius, pendant une durée qui est de préférence comprise entre 3 et 24 heures.
Un quatrième objet de la présente invention est constitué par une céramique susceptible d'être obtenue par le procédé selon le troisième objet de la présente invention.
Parmi ces céramiques, celles contenant du carbone résiduel sont d'un intérêt particulier en raison de leur conductivité.
Un cinquième objet de la présente invention est constitué par l'utilisation d'une poudre ou d'une céramique selon l'invention dans le domaine des piles à combustible ou dans le domaine de l'automobile, plus particulièrement encore dans la préparation de têtes de piston.
Ces poudres et céramiques sont également avantageusement utilisées pour la préparation d'anodes ou d'électrolytes céramiques et celles dépourvues de carbone résiduaire sont avantageusement utilisées dans la fabrication d'isolants électriques.
DESCRIPTION DE MODES PRÉFÉRENTIELS DE RÉALISATION DE L'INVENTION
Le procédé de préparation de poudre céramique selon la présente invention est avantageusement réalisé en deux étapes comme illustré dans la Figure 2.
La première étape de préparation de la poudre céramique consiste par exemple dans la préparation en présence de carbone d'une poudre à partir d'un mélange de préférence de Zr02 et de Y203, par broyage mécanique à haute énergie pendant de préférence de 1 à 2 heures, jusqu'à ce que le mélange devienne intime.
La deuxième étape de préparation de la céramique consiste dans le chauffage de la poudre obtenue dans la première étape, de préférence à une température de 850 C, préférentiellement pendant 3 heures. La poudre céramique ainsi obtenue est une poudre nanométrique. La formation de la céramique est mise en évidence par diffraction au rayons X.
Ce procédé est simple à mettre en uvre du fait qu'il ne comporte que deux étapes, de plus ces étapes sont courtes et ne nécessitent qu'un faible apport énergétique. Enfin, autre avantage, la forme nano est obtenue après seulement 5 heures.

De plus l'énergie nécessaire pour la fabrication de la poudre céramique est négligeable, elle est d'environ 17 KWh, comme illustré sur la Figure 2 jointe.
Le procédé de préparation de céramique selon la présente invention inclus une étape de formation de la céramique au cours de laquelle la poudre céramique obtenue est soumise à un traitement thermique à une température supérieure à 800 C
EXEMPLES
Les exemples suivants sont donnés à titre purement illustratif et ne sauraient être interprétés comme constituant une quelconque limitation de l'invention.
Procédé conventionnel de préparation de céramique La Figure 1 jointe illustre un de ces procédés de fabrication de céramique en plusieurs étapes de broyage et de traitement thermique. La durée d'un tel procédé est d'environ 150 heures, l'énergie mise en oeuvre pour la préparation d'environ 1 kg de céramique est de l'ordre de 600 kWh, ce qui génère des coûts de production non négligeables Exemple 1 - Préparation à sec d'une poudre céramique de particules de LiTi204 enrobées de carbone Étape préliminaire de préparation d'une poudre de Li2TiO3 Cette étape consiste à mélanger 20 grammes d'une poudre de TiO2 d'une taille de particules de 20 nanomètres, de structure anatase (de la Société Kronoss, intallée à Varennes -Canada) avec 18.5g d'une poudre de Li2CO3 d'une taille de particules de 500 nanomètres (commercialisée par la société Aldrich, Canada).
Après une homogénéisation intime réalisé par cobroyage pendant 1 heure, une poudre à fine granulométrie est obtenue. Ce cobroyage se fait par chauffage en deux étapes successives, à
400 C puis à 750 C, respectivement pendant 1 et 10 heures. Un produit (A) de Li2TiO3 de structure stoechiométrique est alors obtenu.

Préparation de LiTi204 Dans cette deuxième étape un mélange (B) constitué de 10 grammes du produit (A) de formule Li2TiO3, obtenu dans l'étape préliminaire, est mélangé avec 10.8 grammes de Ti02, 19.4 grammes de Ti203 (Aldrich, Canada) et 2.4 grammes de carbone black de Shawinigan.
Après un broyage intime pendant 1 heure à température ambiante, une poudre à
fine granulométrie est obtenue. Le mélange obtenu est réchauffé à nouveau sous argon pendant 15 heures.
Le produit final obtenu est une poudre céramique de structure de type LiTi204.
Exemple 2 - Préparation à sec des particules de LiTi204 enrobées de carbone induit par un polymère Cette préparation est réalisée de la même façon que dans l'exemple 1, à
l'exception prêt que la source de carbone solide est remplacée par un polymère à base de POE i.e par un polyoxyde d'éthylène de poids moléculaire moyen de 900.000. Le polymère étant dissout dans un excès d'eau puis mélangé avec la composition (B) sans carbone.
Les poids des différentes poudres utilisées sont les mêmes que dans l'exemple 1 et le poids du polymère est de 25 grammes. Le mélange est séché d'abord à 120 C pendant 24 heures. Après un broyage intime pendant 1 heures, une poudre à fine granulométrie est obtenue. Le mélange obtenu est réchauffé à nouveau sous argon pendant 15 heures. Le produit final à une structure de type LiTi204.
Exemple 3 - Préparation des céramiques par chauffage des poudres céramiques obtenues dans les exemples 1 et 2, à une température supérieure à 750 degrés celcius et pendant plus de 15 heures, une céramique est obtenue.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente invention vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité
dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci haut, en accord avec la portée des revendications suivantes. 9 PC T / CA03 / 00795 The duration of step a) is generally between 1 and 3 hours. She is more preferably still about 2 hours.
The duration of step c) is, for its part, from 2 to 24 hours. She is more preferentially about 3 hours.
According to an advantageous embodiment of the invention the steps are performed under atmosphere inert, in order to keep the carbon in the final product, preferably under nitrogen or under argon, or under a mixture of these. Otherwise, the carbon is oxidized and eliminated by evaporation in form of carbon dioxide.
In the case where it is desired to remove any trace of residual carbon in the ceramic powder obtained at the end of the process, at least one step of the process is then carried out.
presence of a source of oxygen such as air or pure oxygen. This precaution is necessary especially in the where the presence of residual carbon could adversely affect the quality of the ceramic that we wish prepare from this powder.
The carbon source may be partly in liquid and / or gaseous form.
According to an advantageous embodiment of step b) the elimination of the solvent is carried out at a temperature between 200 and 500 degrees Celsius, and more preferentially still to a temperature of about 400 Celsius. The duration of this heat treatment is as for her advantageously between 12 and 24 hours, and preferably about 20 hours.
According to a preferred embodiment of the present invention, the step of carbonization is performed in the reactor used to homogenize the mixture likely to result ceramic by heat treatment.
The preparation process according to the invention makes it possible in particular to obtain a ceramic powder whose particles have a particle size of between 10 nanometers and 1 micron. Size particles of the ceramic powder obtained is advantageously included between 50 and 500 nm.

In step a) of homogenization, the temperature is adjusted so advantageous between 20 and 40 Celsius, more preferably still this temperature is about 25 C.
In step b) of carbonization, the temperature is advantageously adjusted between 700 and 1,200 Celsius, more preferably still this temperature is about 1.100 C.
Advantageously, the amount of the carbon source used in the process represents from 2 to % by weight, preferably about 6% by weight of the mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment.
Preferably, the carbon source is a polymer and the amount of polymer used represents from 5 to 30% by weight, preferably about 20% by weight, more preferably still about 10% by weight of the mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment.
In the particular mode in which a powder blend of Y203 is ZrO 2 is used for the preparation of the ceramic powder, the amount of Y203 in the mixture of particles subject to grinding varies between 5 and 15% and that of the amount of Zr02 varies from 5 to 15 % in weight.
The preparation method according to the present invention advantageously allows to obtain a powder at the end of step b) or at the end of step c) a nano-type structure, plus preferentially still the size of the ceramic particles thus obtained is between 10 and 900 nanometers.
A second object of the present invention is constituted by the powders likely ceramics to be obtained by one of the methods that are the subject of the present invention. These powders characterized in particular by a homogeneous particle size distribution and / or a residual carbon between 0.05 and 10%.
A third object of the present invention is constituted by a method of preparation of a ceramic incorporating the steps of preparing a ceramic powder, steps defined in the first object of the invention and a final step in which ceramic powder obtained is subjected, according to a usual mode of powder transformation ceramics in ceramic, at least one heat treatment at a temperature greater than 800 Celcius, during a period which is preferably between 3 and 24 hours.
A fourth subject of the present invention is a ceramic likely to be obtained by the method according to the third subject of the present invention.
Among these ceramics, those containing residual carbon are of particular interest because of of their conductivity.
A fifth object of the present invention is constituted by the use a powder or a ceramic according to the invention in the field of fuel cells or in the domain of the automobile, more particularly still in the preparation of piston.
These powders and ceramics are also advantageously used for preparation ceramic anodes or electrolytes and those without carbon waste are advantageously used in the manufacture of electrical insulators.
DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The process for preparing ceramic powder according to the present invention is advantageously performed in two steps as shown in Figure 2.
The first step of preparation of the ceramic powder consists for example in the preparation in the presence of carbon of a powder from a mixture preferably of Zr02 and Y203, by high energy mechanical grinding for preferably 1 to 2 hours, until the mixture become intimate.
The second stage of preparation of the ceramic consists in the heating of the powder obtained in the first step, preferably at a temperature of 850 C, preferentially during 3 hours. The ceramic powder thus obtained is a nanometric powder. The formation of the Ceramic is highlighted by X-ray diffraction.
This process is simple to implement because it has only two steps, plus these Steps are short and require only low energy input. Finally, Another advantage, the form nano is obtained after only 5 hours.

Moreover the energy necessary for the manufacture of the ceramic powder is negligible, it is approximately 17 KWh, as shown in Figure 2 attached.
The ceramic preparation process according to the present invention includes a stage of formation of the ceramic in which the ceramic powder obtained is subjected to a treatment thermal at a temperature above 800 C
EXAMPLES
The following examples are given for illustrative purposes only and can not be to be interpreted as constituting any limitation of the invention.
Conventional process for the preparation of ceramics Figure 1 attached illustrates one of these ceramic manufacturing processes in several stages of grinding and heat treatment. The duration of such a process is about 150 hours, the energy implementation for the preparation of about 1 kg of ceramic is of the order 600 kWh, this which generates significant production costs EXAMPLE 1 Dry Preparation of a Ceramic Powder of LiTi204 Particles coated of carbon Preliminary step of preparing a Li2TiO3 powder This step consists in mixing 20 grams of a TiO2 powder of a size of particles of 20 nanometers, of anatase structure (from the Kronoss Company, installed in Varennes -Canada) with 18.5g of a Li2CO3 powder with a particle size of 500 nanometers (marketed by Aldrich Corporation, Canada).
After an intimate homogenization carried out by co-milling for 1 hour, a fine powder particle size is obtained. This co-grinding is done by heating in two stages successive 400 C then at 750 C, respectively for 1 and 10 hours. A product (A) of Li2TiO3 of stoichiometric structure is then obtained.

Preparation of LiTi204 In this second step a mixture (B) consisting of 10 grams of the product (A) of formula Li2TiO3, obtained in the preliminary step, is mixed with 10.8 grams of Ti02, 19.4 grams of Ti203 (Aldrich, Canada) and 2.4 grams of black carbon from Shawinigan.
After an intimate grinding for 1 hour at room temperature, delicate particle size is obtained. The resulting mixture is warmed again under argon during 15 hours.
The final product obtained is a LiTi204 type ceramic structure powder.
Example 2 Dry Preparation of Carbon Coated LiTi204 Particles induced by a polymer This preparation is carried out in the same way as in Example 1, at the exception ready that the source of solid carbon is replaced by a POE-based polymer ie by a polyoxide ethylene with an average molecular weight of 900,000. The polymer being dissolved in an excess of water and then mixed with the composition (B) without carbon.
The weights of the different powders used are the same as in the example 1 and the weight of polymer is 25 grams. The mixture is dried first at 120 ° C. for 24 hours.
hours. After an intimate grinding for 1 hour, a powder with fine granulometry is obtained. The mixture obtained is warmed again under argon for 15 hours. The final product to a structure of LiTi204 type.
Example 3 - Preparation of ceramics by heating the ceramic powders obtained in Examples 1 and 2, to a temperature above 750 degrees Celcius and for more than 15 hours, a ceramic is obtained.
Although the present invention has been described using implementations specific, it is heard that many variations and modifications can be added to the so-called implemented, and the present invention aims to cover such modifications, uses or adaptations of this invention in general, the principles of the invention and including any variation of this description that will become known or conventional in the field of activity in which found the present invention, and which can be applied to the elements essentials mentioned high, in accordance with the scope of the following claims.

Claims

1. Process for preparing a ceramic powder from a mixture of precursors of said powder and in the presence of at least one carbon source in form solid, comprising at least one of the following steps:
a) homogenization by mechano-fusion, in the presence of the carbon source and in presence of a solvent, to obtain an intimate mixture, particles of precursor likely to result in a ceramic by heat treatment;
b) removal of the solvent present in the intimate mixture obtained in step a); and (c) carbonization of the residual carbon source present in the intimate blend precursors obtained in step a) or b) when the carbon source is not not essentially made of carbon, by heat treatment of said mixture intimate obtained in step a) or b);
at least step c) is carried out in the presence of an oxygen source for eliminate all trace of residual carbon.

2. Preparation process according to claim 1, said process being at less partially carried out in the presence of a solvent which facilitates homogenization mixture of precursors of said ceramic powder used at the start of said process.

The process according to claim 2, wherein the carbon source under solid form is selected from the group consisting of synthetic carbon particles, natural and a mixture of these.

4. Preparation process according to claim 3, wherein the carbon particles are particles of Ketjen black, Shawinigan black or a mixture of these last.

The preparation process according to claim 3 or 4, wherein the carbon source under solid form used has a purity higher than 50%.

6. Preparation process according to any one of claims 3 to 5, in which impurities present in the carbon source in solid form are chosen in the group consisting of sulfur, nitrogen and oxygen.

7. Preparation process according to any one of claims 1 to 6, in which the the temperature in step b) of removing the solvent is between 40 and 150 ° Celsius.

The method of claim 7, wherein the temperature of solvent removal is between 60 and 120 degrees Celsius.

9. Preparation process according to any one of claims 1 to 8, in which the carbon source as well as the solvent are introduced in step a).

10. Preparation process according to any one of claims 2 to 6, in which the carbon source in solid form consists of particles of carbon having a size that varies between 10 and 900 nanometers.

11. Preparation process according to claim 10, wherein the carbon particles used have a specific surface area measured according to the BET method which is better than 50 m2 / g.

12. Preparation process according to any one of claims 1 to 11, in which mixture of particles that may result in ceramic treatment thermal is a mixture of ZrO2 particles and Y2O3 particles.

13. Preparation process according to claim 12, wherein the mixture of particles of ZrO2 and Y2O3 particles is a mixture consisting of x percent by weight of particles of ZrO2 and (100-x) percent by weight of Y2O3 particles, with x varying from 1 to 99.

The preparation method according to claim 13, wherein x is neighbor of 50.

15. Preparation process according to any one of claims 1 to 14, in which mixture of particles that may result in ceramic treatment thermal is a mixture of Li2TiO3 particles and TiO2 particles.

16. Preparation process according to claim 15, wherein the mixture particles of Li2TiO3 and TiO2 particles is a mixture consisting of x percent weight of particles of Li2TiO3 and (100-x) percent by weight of TiO2 particles, with x variant from 1 to 99.

17. Preparation process according to claim 16, wherein x is neighbor of 50.

18. Preparation process according to any one of claims 15 to 17, in which the carbon source is a polymer based on polyethylene oxide.

19. The preparation method according to claim 18, wherein the polyethylene oxide has a average molecular weight of 54000.

20. Preparation process according to claim 18 or 19, wherein the oxide of ethylene is dissolved before the operation in step a) in a solvent aqueous or organic.

21. Preparation process according to any one of claims 1 to 20, in which particles of the mixture likely to result in a ceramic have a size range between 1 nanometer and 10 micrometers.

22. Preparation process according to claim 21, wherein the particles of the mixture likely to result in a ceramic have a size between 20 and nanometers.

23. Preparation process according to any one of claims 12 to 14, in which ZrO2 or Y2O3 particles have a size that varies between 1 and 10 microns.

24. Preparation process according to any one of claims 15 to 20, in which TiO2 or Li2TiO3 particles have a size that varies between 1 and 10 microns.

25. Preparation process according to any one of claims 1 to 24, in which the solid source of carbon has a particle size distribution characterized by a D50 between 10 nanometers and 10 micrometers.

The preparation process according to claim 25, wherein the source of carbon present a particle size distribution characterized by a D50 between 100 nanometers and 2 micrometers.

27. Preparation process according to any one of claims 1 to 26, in which the carbon source in solid form consists of a polymer or a hydrocarbon in the form of a powder whose particles have a D50 of 10 nanometers nanometers.

28. Preparation process according to claim 27, wherein the particles have a D50 from 100 to 200 nanometers.

29. Preparation process according to any one of claims 1 to 28, in which the source likely to result in a ceramic by heat treatment presents a particle size distribution characterized by a D50 between 10 nanometers and 10 micrometers.

30. Preparation process according to claim 29, wherein the source susceptible to result in a ceramic by heat treatment has a distribution particle size characterized by a D50 between 100 nanometers and 2 micrometers.

31. Preparation process according to any one of claims 1 to 30, in which particles used have similar particle sizes, characterized by Lower D50 or equal to 1 micrometer.

32. Preparation process according to any one of claims 1 to 30, in which the duration of step a) is between 1 and 3 hours.

33. Preparation process according to claim 32, wherein the duration of step a) is about 2 hours.

34. Preparation process according to any one of claims 1 to 32, in which the duration of step c) is from 3 to 24 hours.

35. Preparation process according to claim 34, wherein the duration of step c) is about 3 hours.

36. Preparation process according to any one of claims 1 to 35, in which at least one of the steps is performed under an inert atmosphere.

37. The preparation method according to claim 36, wherein at least one steps is performed under nitrogen, argon or a mixture of both.

38. Preparation process according to any one of claims 1 to 37, in which least one step of the process is performed in the presence of pure oxygen so to eliminate any trace of residual carbon in the ceramic powder obtained at the end of process.

39. Preparation process according to claim 1, wherein step b) elimination of solvent is carried out at a temperature between 200 and 500 °
Celsius and for a duration of the heat treatment between 12 and 24 hours.

40. Preparation process according to claim 39, wherein the temperature is around 400 ° C and the duration of the heat treatment is about 20 hours.

41. Preparation process according to any one of claims 1 to 40, in which particles of the ceramic powder obtained have a particle size included between 10 nm and 1 micron.

42. Preparation process according to claim 41, wherein the size particles of the ceramic powder obtained is between 50 and 500 nm.

43. Preparation process according to any one of claims 1 to 42, in which the temperature, in step a) of homogenization, varies from 20 to 40 °
Celsius.

44. Preparation process according to claim 43, wherein the temperature in step a) is around 25 ° Celsius.

45. Preparation process according to any one of claims 1 to 44, in which the temperature in step c) of carbonization is between 200 and 450 ° Celsius.

46. Preparation process according to claim 45, wherein the temperature in step c) is about 400 ° Celsius.

47. Preparation process according to any one of claims 1 to 44, in which the temperature in step c) of carbonization is between 700 and 1200 ° Celsius.

48. Preparation process according to any one of claims 1 to 47, in which the amount of carbon source in solid form used in said process represents 2 to 10% by weight of the mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment.

49. Preparation process according to claim 48, wherein the amount from the source of carbon in solid form used in said process represents about 6%
by weight of mixture of particles that can result in a ceramic treatment thermal.

50. Preparation process according to any one of claims 1 to 47, in which the carbon source in solid form is a polymer and the amount of polymer used in said process is 5 to 30% by weight of the mixture of particles susceptible to result in a ceramic by heat treatment.

The method of preparation according to claim 50, wherein the source of carbon under solid form is a polymer and the amount of polymer used in said process represents about 20% by weight of the mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment.

52. Preparation process according to claim 51, wherein the source of carbon under solid form is a polymer and the amount of polymer used in said process represents about 10% by weight of the mixture of particles likely to result in a ceramic by heat treatment.

53. Preparation process according to any one of claims 12 to 14, in which the amount of Y2O3 in the comminuted particle mixture varies between and 15% and that of the amount of ZrO 2 varies from 5 to 15% by weight.

54. Preparation process according to any one of claims 1 to 53, in which the ceramic powder obtained in step b) or in step c) is of the nano type.

55. Preparation process according to claim 54, wherein the size particles ceramics obtained is between 10 and 900 nanometers.

56. Ceramic powder obtained by one of the processes defined in one of any of Claims 1 to 55.

57. Process for preparing a ceramic incorporating the process steps defined in any one of claims 1 to 55 and a step in which the powder ceramic obtained is subjected to at least one heat treatment at a temperature greater than 800 ° Celsius, for a period that is between 3 and 24 hours.

Ceramics obtained by the process according to claim 57.

59. Use of a ceramic powder according to claim 56 or a ceramic according to the claim 58 in the field of fuel cells or in the field of the automobile.

60. Use according to claim 59 for the preparation of heads of piston.

61. Use according to claim 59 for the preparation of anodes or electrolytes ceramics.

62. Use of a ceramic powder as obtained by use of the process according to any of claims 1 to 55 in the manufacture of ceramics insulation electric.