Dévitrification de la phase intergranulaire du nitrure de silicium : Influence sur les propriétés mécaniques à haute température

par Guillaume Bernard-Granger

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Richard Duclos.

Soutenue en 1994

à Lille 1 .

mots clés

• Fluage
• Joints de grains

Résumé

Le nitrure de silicium densifie par frittage en phase liquide contient une phase vitreuse continue distribuee aux joints de grains, dont la presence est nefaste du point de vue de la resistance au fluage a haute temperature. Afin d'eliminer cette phase, nous avons etudie ses possibilites de devitrification par l'intermediaire de traitements thermiques. Nous avons alors montre que: au maximum 98% de la phase intergranulaire cristallise, que differentes phases coexistent et qu'il existe des transformations de l'une vers l'autre, que la presence d'impuretes doit etre minimisee et que l'atmosphere environnante n'a pas d'influence sur les mecanismes internes de devitrification. Enfin, la cristallisation peut etre modelisee par une loi de type avrami. Dans un deuxieme temps, nous avons etudie l'influence d'une devitrification quasitotale sur la resistance en fluage. Une amelioration significative a ete constatee. D'une maniere generale, quelle que soit la nature de la phase aux joints, le mecanisme de deformation est le glissement aux joints accomode par la dissolution-diffusion-reprecipitation ou la cavitation, suivant la contrainte et la temperature experimentales. Dans le cas d'un materiau de type sialon, ou le peu de phase aux joints est cristalline apres frittage, aucune degradation des proprietes de fluage n'a ete detectee jusqu'a 1360c et pour une contrainte de 300 mpa.

Titre traduit

Crystallization of the grain boundary phase in si3n4 ceramics. Influence on the high temperature mechanical properties

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