Elaboration et propriétés de composites particulaires AlN-TiB2

Elaboration and properties of aln-tib#2 particulate composites

• Auteur / Autrice : Sandrine Cledat-Schneider
• Direction : Martine Desmaison
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Compression isostatique

Frittage (métallurgie)

Nitrures

Applications industrielles

Aluminium -- Composés

Titane -- Composés

Composites à matrice céramique

Propriétés thermomécaniques

Borures

Résumé

Dans le but d'evaluer puis d'optimiser leurs proprietes, des composites ceramiques particulaires aln-tib#2 denses (d#r>99 %) ont ete elabores, sans utilisation d'ajout de frittage, par compression isostatique a chaud de melanges de poudres de nitrure aln et de borure tib#2. L'etude des proprietes thermomecaniques et elastiques a permis de selectionner une composition (tib#2 : 75 mol. % ; aln : 25 mol. %) presentant a l'ambiante des caracteristiques mecaniques optimales. L'utilisation de poudres commerciales de plus faible granulometrie ameliore la resistance a la rupture a l'ambiante et la valeur de 620 mpa est conservee jusqu'a 1100c. Le comportement au fluage en flexion de ce materiau est gouverne par la cavitation. La tenue aux chocs thermiques est toutefois limitee a 340c. La seconde partie concerne l'elaboration d'un composite equimolaire aln-tib#2 dense par reaction exothermique entre une poudre de diborure d'aluminium alb#2 et une poudre de nitrure de titane tin, puis densification. La microstructure est fine et homogene, la taille des grains n'excede pas le micrometre. Les proprietes sont tres faiblement ameliorees par rapport au cas precedent. Enfin, la reactivite des materiaux monolithiques aln et tib#2 et celle du composite equimolaire aln-tib#2 ont ete etudiees par analyse thermogravimetrique en regime dynamique d'oxygene. Le composite equimolaire presente une resistance a l'oxydation intermediaire entre celle du diborure de titane qui debute a 700c et celle du nitrure d'aluminium qui commence a 1000c par la formation d'une phase oxynitrure (al#1#0n#8o#3) precedant celle de l'alumine-. Le piegeage in situ d'une partie de l'oxyde b#2o#3 par le nitrure d'aluminium ou l'alumine conduit a la formation d'aluminoborates al#4b#2o#9 et al#1#8b#4o#3#3, ce qui diminue tres fortement la production des vapeurs corrosives de sesquioxyde de bore qui, dans le cas du borure pur, sont observees des 900c.