Comportement thermochimique de fibres ceramiques quasi-anoxiques du systeme si-c-(o)-(ti)

Thermochemical behavior of nearly oxygen-free ceramic fibers from the si-c-(o)-(ti) system

• Auteur / Autrice : Fadéla Belkessam Laanani
• Direction : Marc Monthioux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Differentes fibres ceramiques a taux variables de si, o, c, et ti ont ete examinees par microscopie electronique a transmission et spectroscopie des photoelectrons principalement, telles quelles ou apres traitements thermiques sous argon ou oxygene a des temperatures finales jusqu'a 2000c. Les differentes phases rencontrees ont ete quantifiees et leur evolution suivie du point de vue de leur taux de croissance, morphologie, changements de structure et de texture locale. L'existence d'un continuum chimique intergranulaire est discutee en relation avec le comportement physique macroscopique. Des mecanismes (de croissance cristalline, de degradation thermochimique,) sont proposes, mettant le plus souvent en jeu la diffusion, en phase solide ou gazeuse selon le cas. Une modelisation thermodynamique du systeme a ete realisee, basee sur le principe de minimisation de l'energie de gibbs, qui a permis de simuler le controle diffusionnel des phenomenes oxydants. Il est notamment montre que l'influence d'un ajout de ti est mineure, que celle de o compositionnel est nefaste a la stabilite thermochimique, et que celle de c en exces permet le developpement d'une phase polyaromatique limitant heureusement la croissance cristalline et le module de la fibre. Il est egalement montre et modelise que la taille nanometrique des grains est un parametre important. Celle-ci affectant les constantes physiques comme la temperature de sublimation, la decomposition de la phase sic et la croissance cristalline apparaissent comme des mecanismes en competition, auxquels se superposent les mecanismes d'oxydation endogene ou exogene. Il est conclu que toutes les ceramiques etudiees, meme appartenant au systeme le plus simple (si-c), sont instables, chimiquement ou structuralement. L'amelioration de la refractarite de ces ceramiques devrait passer par la complexification du systeme chimique associee a un choix judicieux de la nature des heteroatomes, plutot que par sa simplification.