Composites a matrice intermetallique tial : etude de la compatibilite chimique et mecanique d'un revetement protecteur adapte a une fibre d'alumine

par Arnaud Brunet

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Philippe Boch.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Ce travail de these a consiste a rechercher puis a etudier des revetements assurant la compatibilite chimique et mecanique d'une fibre d'alumine avec une matrice base tial. Parmi les fibres d'alumine produites actuellement, nous avons retenu la fibre d'alumine monocristalline saphikon, pour son diametre important (130 m) ainsi que pour sa limite de rupture en traction elevee (3500 mpa). La necessite d'utiliser un revetement protecteur pour empecher la formation de produits de reaction entre al#2o#3 et tial et permettre un dechaussement des fibres lors de la rupture du composite nous a orientes vers un concept de double couche, utilisant l'yttrine comme barriere de diffusion externe et le tungstene comme revetement interne devant faciliter la decohesion de l'interface fibre/matrice. Des calculs de contraintes thermiques residuelles (modele de cylindres concentriques de y. Mikata et m. Taya) dans les differents constituants (fibre/revetements/matrice) montrent la tres faible influence de l'epaisseur des depots. Ces contraintes sont relativement basses dans la fibre et l'yttrine, inferieures a la limite d'elasticite dans la matrice, mais tres elevees dans le tungstene. Cependant, elles pourraient etre en partie relaxees par des deformations plastiques que le modele choisi ne prend pas en compte. Les essais mecaniques realises sur des composites monofilamentaires, c'est a dire des fibres d'alumine recouvertes successivement de w, de y#2o#3 et de tial ont montre que si la presence de la double couche n'est pas absolument sans effet sur la contrainte a rupture moyenne de la fibre, notamment apres simulation de l'etape de consolidation (1h a 1100c), elle permet cependant d'augmenter la contrainte de rupture moyenne de 80% par rapport a celle du composite monofilamentaire sans revetement fibre al#2o#3/matrice tial. Les observations microstructurales (meb et met) du composite monofilamentaire et multifibre, n'ont permis de deceler aucune reaction interfaciale. De plus, l'absence de fissuration du composite multifibre demontre la bonne compatibilite thermomecanique de la fibre avec la matrice. Les essais de poinconnage (push-out) nous ont permis de valider la possibilite de decohesion interfaciale au niveau de l'interface fibre / w et pour des valeurs relativement faibles (#d 100 mpa).


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Informations

  • Détails : 159 P.
  • Annexes : 108 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 1998 48
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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