Microstructure, interface et oxydation de sic et de nanocomposites sic-tic

par FABRICE GOURBILLEAU

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de GERARD NOUET.

Soutenue en 1993

à Caen .

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  • Résumé

    Une etude de l'oxydation du carbure de silicium ainsi que de la microstructure et de l'oxydation de nanocomposites sic-tic a ete realisee en microscopie electronique en transmission et en haute resolution. L'oxydation du carbure de silicium provoque la formation, tout d'abord, d'une couche de silice amorphe qui cristallise sous forme de spherolites de cristobalite. La presence de pores dans la couche d'oxyde a ete attribuee a l'oxydation des precipites de carbone presents initialement dans le materiau. Pour des epaisseurs superieures a 800 nm, une decohesion a l'interface sic-sio#2 due aux differences de valeur de coefficient de dilatation entre sic et sio#2, apparait. Cette decohesion intervient lors du refroidissement meme lorsque celui-ci est relativement lent (1c par minute). Les nanocomposites sic-tic sont des nouveaux materiaux elabores par cvd a l'imp de perpignan par l'equipe de r. Hillel. Leur etude a revele la presence d'aiguilles constituees de nanocristaux de 10 nm de large sur 10 a 60 nm de long, desorientes les uns par rapport aux autres. Ils sont composes de tic en leur centre et de sic de part et d'autre, le tout etant noye dans une matrice riche en sic et mal cristallisee. Ces aiguilles poussent perpendiculairement au substrat selon une direction <220>, ce mode de croissance dependant de la temperature d'elaboration. Lorsque le refroidissement est trop rapide, des fissures apparaissent dans le depot. Les essais d'oxydation ont provoque la formation de grains de rutile noyes dans une matrice de cristobalite. Le recuit d'oxydation a pour effet un elargissement des aiguilles ainsi que l'apparition de precipites de tic et de sic, et de carbone turbostratique. L'evolution de la microstructure au sein du materiau en fonction de la temperature et du temps d'oxydation engendre des modifications de la cinetique d'oxydation ainsi que de la microstructure de la couche d'oxyde qui dependent de l'avancee du front d'oxydation


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  • Détails : 138 P.
  • Annexes : 122 REF.

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