Definition d'une matrice vitroceramique pour composites thermostructuraux a fibres sic dans le systeme bao-cao-al#2o#3-sio#2 : etude de la cristallisation et de la densification

par SUSANNE OBRADOVIC

Thèse de doctorat en Sciences chimiques

Sous la direction de Yves Laurent.

Soutenue en 1996

à Rennes 1 .

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  • Résumé

    L'objet de ce memoire porte sur la cristallisation dans le systeme quaternaire, cao-bao-al2o3-sio2 (bcas) afin d'elaborer une matrice vitroceramique renforcee par un renfort de type sic. Le domaine de composition choisi permet la cristallisation en proportion variable de deux phases majoritaires, le celsian monoclinique baal2sio8 ( = 2,3 10-6c-1) et l'anorthite triclinique caal2sio8 ( = 4,5 10-6c-1) ce qui permet d'adapter le coefficient de dilatation thermique de la matrice a celui du renfort et ainsi d'intervenir sur la tenue mecanique du composite. De plus, cette matrice tres refractaire doit conferer au composite une temperature d'application tres elevee (t 1300c). On a d'abord montre que la formation de la phase celsian, impossible dans le systeme bas pur, est favorisee pour des compositions riches en cao. Lorsque la proportion de bao augmente, la quantite de celsian s'accroit jusqu'a une composition bao/(cao + bao) = 0,5 pour laquelle la phase hexacelsian metastable ( = 8 10-6c-1) cristallise preferentiellement au celsian. Cette evolution cree un minimum pour le coefficient de dilatation thermique de la vitroceramiques ( = 4. 10-6c-1) et s'accompagne en parallele de modification microstructurales independantes de la nature des phases cristallisees. Ensuite, la densification de ces matrices est possible a basse temperature (t 930c), entre les temperatures de transition vitreuse et de cristallisation (porosite ouverte < 1%). Elle est encore amelioree par l'addition de certains oxydes, notamment b2o3 et la2o3, sans alterer la nature des phases cristallisees. Enfin, la matrice de composition bao/(cao + bao) = 0,33 presentant le plus faible coefficient de dilatation thermique et une bonne aptitude a la densification a permis d'elaborer un composite a fibres longues sic(o) avec une porosite inferieure a 1%. La presence des fibres favorise la cristallisation de la phase celsian au detriment de celle d'anorthite.


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Informations

  • Détails : 156 P.
  • Annexes : 50 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 1996/199
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