Nouvelles interphases pour matériaux composites céramiques : revêtements multicouches nanoséquencés (PyC-TIC)n

• Auteur / Autrice : Olivier Rapaud
• Direction : Henri Vincent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Henri Vincent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbure de silicium

Carbure de titane

Dépôt chimique en phase vapeur

Composites à matrice céramique

Résumé

Des revêtements multicouches nanoséquencés pyrocarbone/TiC ont été réalisés sur fibres Hi Nicalon en tant qu'interphases pour matériaux composites SiC/SiC. La méthode de P RCVD utilisée pour élaborer ces interphases combine la CVD pulsée (P CVD) et la CVD réactive (RCVD). Cette dernière technique implique la consommation de carbone pour le développement de la couche de carbure par des phénomènes de diffusion. L'évolution de la stoechiométrie du carbure à travers la couche a été montrée par microsonde électronique. L'architecture de l'interphase visée est un multicouche de carbure, sans carbone résiduel, où les sous-couches nanométriques de TiC sont faiblement liées. Cette étude, dans un premier temps menée sur microcomposites, a conduit à des comportements mécaniques non fragiles. Des observations par microscopie électronique à balayage ont montré une forte anisotropie structurale des interphases. L'estimation des contraintes de cisaillement a été effectuée par modélisation des boucles d'hystérésis lors de cycles de charge/décharge. L'évolution de ces contraintes est en relation étroite avec l'architecture de l'interphase. La microscopie électronique en transmission a permis de relier les propriétés mécaniques des microcomposites avec la microstructure de l'interphase, mais aussi de mieux comprendre les mécanismes de croissance. Ces résultats ont servi de base à l'infiltration d'interphases au sein de fils SiC pour l'élaboration de minicomposites. Les observations microscopiques ont montré une bonne homogénéité de l'infiltration. Les comportements mécaniques observés sont comparables à ceux rencontrés sur microcomposites. Des essais de vieillissement en température sous charge statique ont également été réalisés.