Élaboration, caractérisation et résistance à l'usure de composites céramiques sic/tib#2

Preparation, characterization and wear resistance of ceramic composites sic/tib#2

• Auteur / Autrice : Carine Blanc
• Direction : François Thévenot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : ENSMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux

Silicium -- Alliages

Céramique

Résumé

Des composites denses sic-tib#2 (5, 10 et 15% vol. Tib#2) ont été élaborés par frittage naturel et réactif à partir de tio#2, b#4c, et de résine phénolique utilisée comme source de carbone, selon la réaction (qui a lieu a 1400c) : tio#2 + 0,5 b#4c + 1,5 c tib#2 + 2 co. Ils ont été caractérisés d'un point de vue microstructural, mécanique et enfin tribologique. La dispersion des particules de tib#2 s'est révélée très homogène, aussi bien en microscopie optique qu'en microscopie électronique à balayage. L'analyse d'images a montré qu'une majorité de particules à une taille inférieure à 1 m. La microscopie à force atomique et la microscopie éléctronique en transmission ont permis de mettre en évidence l'existence de particules nanométriques. Pour les propriétés mécaniques, la ténacité augmente avec le taux de tib#2, alors que la dureté diminue. En frottement, les matériaux composites s'usent moins que le sic monilithique. Les mécanismes d'usure sont modifiés aussi bien dans l'air que dans l'eau. Dans l'air, une couche de débris oxydes, protectrice si elle est stable, se forme pour les composites, alors qu'il y a formation de rouleaux pour sic. Dans l'eau, les composites sont polis, alors que sic s'use par rupture fragile (clivages). L'influence de la phase tib#2 sur la résistance à l'usure des composites se situe au niveau de la tribo-oxydation : une lubrification en régime sec peut intervenir par l'intermédiaire des produits de la tribo-oxydation.