Fluage en traction sous argon et microstructure de composites sic f-sibc

• Auteur / Autrice : SEVERINE DARZENS
• Direction : Jean-Louis Chermant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Caen

Résumé

Le comportement en fluage de composites a fibres de carbure de silicium et a matrice multisequencee en sibc, sic f-sibc, a ete etudie, en traction, sous argon, dans le domaine de temperatures 1273-1673k, pour des contraintes comprises entre 120-200 mpa. A cet effet, trois nuances de composites (dependant du type de fibres et du sequencage) ont ete caracterisees d'un point de vue morphologique (par analyse automatique d'images), mais aussi microstrutural aux differentes echelles d'observations : meso-, micro- et nano-metrique (par meb, met et mehr). Une attention particuliere a ete portee a la description microstructurale des differentes couches matricielles, mais egalement aux interfaces et interphases dont celles constituees de carbone pyrolytique, qui jouent un role majeur dans le comportement thermomecanique non fragile de ces materiaux et, tout particulierement, pour le developpement du reseau de microfissures. L'approche macroscopique relative au comportement en fluage des composites sic f-sibc a mis en evidence leur bonne resistance au fluage, comparee a celles des autres cmc, et a montre que la mecanique d'endommagement permettait d'expliquer le comportement de ces materiaux si l'on s'appuie sur les observations microstructurales. Une etude microstructurale multiechelle des materiaux testes a permis, tout d'abord, d'identifier les mecanismes d'endommagement et plus precisement les reseaux de microfissures qui gouvernent la rupture de ces composites. Le role de fusible mecanique des interphases de carbone turbostratique a ete mis en evidence, puis discute en fonction de leurs microstructures. De plus, l'evolution microstruturale des fibres et des couches matricielles a ete determinee en fonction de la temperature et de la contrainte appliquees. En s'appuyant sur les resultats macroscopiques, sur les observations aux differentes echelles, sur la quantification de l'endommagement, et sur les differents micromecanismes mis en jeu, nous avons precise les constituants qui gouvernent le fluage des composites sic f-sibc en fonction du domaine de sollicitation, et propose un mecanisme.