Composites MoSi2/Al2O3 : élaboration à partir de réactions auto-entretenues (SHS) et caractérisations

par Anne-Laure Dumont

Thèse de doctorat en Science des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Jean-Pierre Bonnet et de Christian Gault.

Soutenue en 1999

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Composites
• Molybdène -- Composés
• Silicium -- Composés
• Alumine -- Dérivés
• Matériaux -- Fluage
• Élasticité

Résumé

Les reactions auto-entretenues (shs), caracterisees par un fort degagement ponctuel de chaleur, peuvent conduire a des procedes tres rapides et economes en energie. La premiere partie de ce travail a consiste a synthetiser des composites mosi2/al2o3 par reactions shs entre moo3, al et si ou sio2. Pour expliquer les reactions, des mecanismes ont ete proposes en prenant en compte les transferts de matiere et de chaleur. Des relations ont ete etablies entre quantite d'especes inertes introduites au sein des reactifs, quantite de liquide forme au cours de la reaction shs et microstructure du materiau final. La densification a ete realisee en appliquant un faible choc mecanique a la fin de la propagation de la vague de combustion. Trois composites, contenant respectivement 21, 56 et 68% en volume d'alumine, ont ete elabores et caracterises dans la deuxieme partie du memoire. La resistance a l'oxydation a basse temperature (500c) des composites synthetises par shs est meilleure que celle de composites synthetises par frittage. A haute temperature (1000-1400c), un mecanisme a ete propose pour rendre compte de l'evolution de la couche d'oxyde formee en surface. Les modules d'elasticite a temperature ambiante ont ete mesures par echographie ultrasonore et les resultats interpretes a partir d'un modele de materiau biphase poreux. La resistance au fluage a ete evaluee en compression, a l'air, entre 1100 et 1400c ; elle apparait sensiblement amelioree par rapport a celle de mosi2. Enfin, la conductivite thermique et la conductivite electrique ont ete evaluees a temperature ambiante. Le composite a 21% d'alumine presente des caracteristiques prometteuses pour une utilisation en tant qu'element chauffant : bonne conductivite electrique avec de meilleures proprietes mecaniques que mosi2.

Titre traduit

Mosi2/al2o3 composites : fabrication using self-heated synthesis (shs) and characterisations

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