Céramiques lamellaires monolithiques et composites en carbure de silicium

par Christophe Reynaud

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de François Thévenot.

Soutenue en 2002

à Grenoble, INPG .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La ténacité des matériaux céramiques peut être accrue en architecturant le matériau sous la forme d'une structure lamellaire. Le renforcement est alors obtenu par déviation de la fissure au niveau des interfaces faibles du composite. L'objectif de cette thèse est d'étudier ce mode renforcement dans des composites lamellaires SiC/SiC-poreux frittés en phase liquide. Il s'agit notamment de déterminer les paramètres macrostructuraux et microstructuraux alors prépondérants. L'étude bibliographique a montré que l'activation du mécanisme de déviation de fissure nécessitait un taux minimal de porosité de 37vol%. Un procédé basé sur le coulage en bande et sur l'utilisation d'agents porogènes a conduit à l'élaboration de structures lamellaires monolithiques et composites à macrostructures et microstructures contrôlées. La porosité et la microstructure du squelette SiC ont été finement caractérisées. Ainsi, la stabilité de la porosité, l'évolution de la structure poreuse, la prévision du taux de porosité des matériaux ont été étudiées. Nous avons mis en évidence un seuil de percolation de la porosité à 15-20vol%, et un phénomène de résorption de la porosité dû à une réorganisation du squelette céramique facilitée par la présence de phase liquide. L'effet de la porosité sur les propriétés mécaniques des monolithes a été exploré en utilisant des modèles basés sur la concentration de contraintes ou sur le concept de l'aire solide minimale qui a par ailleurs été validé dans cette étude. Les caractérisations mécaniques des composites lamellaires n'ont pas abouti à des déviations de fissure significatives malgré le large domaine expérimental exploré. Nous avons montré que la présence de la phase intergranulaire, issue de la phase liquide et qui présente des fluctuations de composition, est limitante dans l'apparition du phénomène de déviation de fissure. De plus, nous avons également émis des hypothèses sur la forme et la taille de la porosité favorables à la déviation de fissure.


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Informations

  • Détails : 287 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS02/INPG/4210
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS02/INPG/4210/D
  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 REY
  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : EMP 150.394 CCL.TH.1056
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