Oxydation et endommagement d'origine thermique, évalués par techniques ultrasonores à haute température, de composites SIC/C/SIC non protégés

Oxidation and thermal damage of non protected sic/c/sic composites evaluated by high temperature ultrasonic techniques

• Auteur / Autrice : Marc Huger
• Direction : Christian Gault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Résumé

Le caractere non fragile des composites sic/sic, constitues de fibres nicalon sic ex polycarbosilane dans une matrice sic obtenue par depot chimique en phase vapeur, est etroitement lie a l'existence d'une interphase pyrocarbone entre la fibre et la matrice (composites sic/c/sic). En l'absence de revetement de protection antioxydation, les proprietes mecaniques de ce materiau sont susceptibles d'evoluer en presence d'oxygene a haute temperature. Cette etude, abordee par l'emploi de methodes de caracterisation non destructive, porte sur les correlations existant entre le comportement mecanique de composites modeles sic/c/sic bidirectionnels elabores par la societe europeenne de propulsion et les parametres d'environnements: temperature, atmosphere et pression gazeuse. Deux montages utilisant la propagation d'ondes ultrasonores en mode barre longue pour acceder in situ au module d'elasticite unidirectionnel du materiau ont ete developpes. Le premier permet d'etudier l'effet de cyclages thermiques lents entre 20c et 1550c ou de vieillissements isothermes (jusqu'a 100 heures) conduits sous atmosphere controlee (oxydante ou non), et le deuxieme permet d'evaluer l'endommagement resultant de cycles de fatigue thermique sous air. Par sa grande sensibilite aux evolutions microstructurales intervenant dans le materiau, le suivi du module d'elasticite a permis d'analyser les processus d'oxydation affectant les proprietes interfaciales. Les principaux mecanismes mis en jeu ont ete identifies et l'influence de plusieurs parametres a ete mise en evidence: diminution de module d'young liee a la combustion de l'interphase carbone et augmentation due a son remplacement par de la silice. Une modelisation permet de comprendre l'influence capitale que peuvent avoir la temperature et l'epaisseur initiale d'interphase sur les mecanismes d'oxydation