Déformation à haute température d'un nitrure de silicium à haute performance : relaxation, fluage et essais à vitesse de déformation imposée

par Sébastien Testu

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

Sous la direction de Jean-Louis Besson.

Soutenue en 1999

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


  • Résumé

    Le comportement mecanique a haute temperature des nitrures de silicium depend de la nature de la phase secondaire, generalement localisee aux nuds multiples et aux joints de grains, dont le ramollissement en temperature altere la resistance au fluage. Le materiau dense etudie dans cette these est un nitrure de silicium commercial elabore selon un procede recent : le frittage sous pression gazeuse. Sa microstructure heterogene, essentiellement constituee de grains -sialon allonges, et denuee de phase vitreuse, lui confere une excellente resistance a la deformation a haute temperature jusque 1400\c. Des essais mecaniques de relaxation des contraintes et de fluage en compression ont ete realises sous atmosphere controlee, dans une gamme de temperature comprise entre 1400 et 1650\c. La modelisation des courbes de relaxation, a l'aide de la relation semi-empirique de kohlraush, williams et watt, montre l'existence d'une transition de comportement, due a la formation d'une phase liquide a partir de 1450\c. Cette phase, creee par dissolution progressive des phases ysialon cristallisees, accelere les processus de diffusion accommodant le glissement aux joints de grains responsable de la deformation a haute temperature. En tenant compte de cette modification de la microstructure du materiau a haute temperature, une interpretation de l'evolution des parametres de la modelisation des deformations differee et viscoplastique du fluage a pu etre donnee. Les essais de traction realises sous vitesse de deformation imposee, entre 1600 et 1680\c, ont revele l'existence d'un pic de contrainte dont les caracteristiques evoluent avec la temperature et la vitesse de sollicitation. Conjointement a ce comportement mecanique particulier, le materiau deforme en traction presente un endommagement important tenu pour responsable de l'essentiel de la deformation mesuree. Grace a de nombreuses observations en microscopie electronique, la formation du pic de contrainte a pu trouver une origine basee sur les mecanismes de cavitation.


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  • Détails : 109 p
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : CI6177
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