Recherche Avancée

Thèse soutenue

Frittage en phase liquide du carbure de silicium : évolution des microstructures et des propriétés mécaniques : Etude thermodynamique des interactions oxydes/SiC

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Auteur / Autrice : Sandrine Baud
Direction : François Thévenot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des matériaux
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Grenoble INPG en cotutelle avec Saint-Etienne, EMSE

Résumé

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Nombreuses sont les etudes qui ont montre l'interet du frittage en phase liquide pour l'elaboration du carbure de silicium. Nous nous sommes interesse plus particulierement dans ce travail aux relations microstructure/proprietes mecaniques et aux phenomenes de vaporisation se deroulant lors du frittage. Des carbures de silicium ont ete elabores par frittage en phase liquide a l'aide du melange eutectique yag-al 2o 3. Les conditions experimentales ont ete optimisees a l'aide de plans d'experiences. Le diametre moyen d 5 0 et le rapport d'elancement r 9 5 des grains de sic des materiaux frittes ont ete quantifies par analyse d'images. Leur etude a montre que : _ dans nos conditions d'elaboration, l'ajout de germes n'influe pas sur la microstructure finale des echantillons, _ la croissance des grains equiaxes est continue alors que celle des grains allonges se deroule en deux etapes, _ la durete est inversement proportionnelle a d 5 0 et la tenacite est proportionnelle a d 5 0. Nous avons elabore deux materiaux interessants : l'un a grains fins de durete 2700 hv, l'autre a grands grains allonges de tenacite 6 mpa. M 1 / 2. Nous avons mis en evidence l'existence d'un transfert de matiere en phase gazeuse entre le lit de poudre et les echantillons. Ce transfert est fortement influence par la teneur en alumine du lit et par l'origine de la poudre de sic. En se basant sur la relation de congruence, nous avons calcule la vaporisation a l'equilibre des systemes si-al-c-o et si-al-y-c-o. Ces calculs associes a des mesures en spectrometrie de masse haute temperature couplee aux cellules d'effusion nous ont permis : _ d'identifier les especes responsables des transferts de matiere : al(g), al 2o(g), sio(g) et co(g) _ de determiner les coefficients cinetiques d'evaporation et de condensation de ces especes _ de definir des parametres pertinents pour le choix d'un lit de poudre : un lit efficace doit imposer des pressions de al(g), al 2o(g) et co(g) elevees et une pression de sio(g) faible.