Elaboration par coulage en bande et caractérisation microstructurale et mécanique de composites SiC-MAS-L

Processing of sic/mas-l composites by tape casting and microstructural and mechanical characterisation

• Auteur / Autrice : Lionel Lostec
• Direction : Christian Gault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux céramiques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites à fibres de carbone

Propriétés thermomécaniques

Composites à matrice céramique

Résumé

Les proprietes thermomecaniques d'un composite fibreux a matrice ceramique sont largement dependantes de sa texture et de sa microstructure. En particulier, l'existence d'une porosite matricielle au sein des torons de fibres peut influencer la propagation de microfissures et donc la rupture du composite sous contrainte de traction. L'utilisation du coulage en bande comme procede de mise en forme des cmc permet d'accroitre l'homogeneite intra et extra-toron des plis preimpregnes et donc des composites apres frittage sous charge. Cette technique de mise en forme a ete appliquee avec succes aux composites a fibres si-c-o et matrice mas-l, fabriques par ailleurs par l'aerospatiale selon un procede classique d'infiltration en barbotine et d'enroulement filamentaire. Apres traitement thermique vers 750 c et broyage, les particules de mas-l possedent les proprietes chimiques (nature de la surface) et physiques (granulometrie et surface specifique) adaptees a l'impregnation des torons de fibres par coulage en bande. La definition de la composition de coulage et l'etude du comportement rheologique de la barbotine conduisent a un taux d'impregnation proche de 100 % et un degre d'homogeneite eleve a l'interieur meme des torons de fibres. L'optimisation des conditions de thermocompression permet d'accroitre la densite en cru des composites. Des plaques de matrice mas-l sont fabriquees dans les memes conditions. La caracterisation de la matrice et des composites ainsi realise a ete entreprise sur le plan microstructural et mecanique, a temperature ambiante et au cours de traitement isothermes jusqu'a 1100c sous differentes atmospheres. Une technique ultrasonore a permis de suivre les variations du module d'elasticite de la matrice d'une part, et des composites d'autre part le comportement a haute temperature des composites est different selon l'atmosphere. Il a ete interprete sur la base des evolutions microstructurales de la matrice et de reactions chimiques a l'interface fibre/matrice mettant en jeu la fibre, la matrice et l'interphase fibre/matrice.