Etude du comportement des interfaces et des interphases dans les composites à fibres et à matrices céramiques

par Ali Kaflou

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Dominique Rouby et de Pascal Reynaud.

Soutenue en 2006

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Les interfaces entre fibre et matrice jouent un rôle important dans le comportement mécanique des composites fibreux à matrice céramique. L’objectif de ce travail est de comprendre le rôle de la nature d’interphases multiséquencées interposées entre la fibre et la matrice. Les différents systèmes testés sont des minicomposites SiC/SiC élaborés par CVI au LMI de l’Université Claude Lyon 1, et ont été testés par des essais de « push-in » et de « push-out ». Ces composites présentent des interphases différentes dont certaines sont multiséquencées. Nous avons essentiellement étudié des interphases Pyrocarbone, Pyrocarbone + nodules de TiC, multicouche Pyrocarbone-TiC et l’interphase nitrure de bore. Ces essais ont permis de mettre en évidence les différences caractéristiques interfaciales en fonction de la nature des interphases. Il apparaît que la contrainte de cisaillement interfacial et l’interfacial et l’énergie de décohésion sont plus élevés pour les interphases BN, et les interphases PyC avec du TiC nodulaire. Ce travail nous a permis de mesurer et de comprendre un certain nombre d’écarts entre les courbes charge-déplacement expérimentale et les courbes théoriques. En particulier, la contrainte de décohésion est influencée les contraintes thermiques résiduelles et la contrainte de cisaillement interfacial, liée au glissement avec frottement, est influencée par des effets d’usure. Lors des essais de « push-out » et « push-back » un crochet de repositionnement est enregistré, donnant une image de la rugosité interfaciale


  • Résumé

    The interfaces between matrix and fibre play important roles in the mechanical behaviour of reinforced composites. The aim of this work is the understanding the role of the interphases between fibre and matrix, their nature and their multilayered structure. The different composites studies have been fabricated by CVI process at LMI laboratory, UCBL Lyon 1, and were tested by push-in and push-out experiments. These composites present different interphases and some of them are multilayered. We have essentially studied the Pyrocarbon interphase, Pyrocarbon with TiC nodule, multilayered Pyrocarbone-TiC and BN interphases. Our experiments have allowed highlighting the different interfacial characteristics according to the natures of the interphases. It appears that the interfacial shear stress and the debonding energy are very high in the case of BN, and PyC with nodular TiC interphases. This research makes us possible to measure and understand some difference the experimental load-displacement curve and that given by the modelling. Particularly, the debond stress is influenced by the residual thermal stress and the interfacial shear stress, linked to frictional slip, influenced by some wear phenomena. During push-out and push-back tests, a seating drop is recorded, giving an image of the interface roughness

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (179 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 169-179

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3112)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.