Élaboration d’un matériau composite à matrice carbone/hétéroélément métallique par MOCVD/MOCVI

Fabrication of a carbon/metal heteroelement matrix composite using MOCVD/MOCVI

• Auteur / Autrice : Floriane Demeyer
• Direction : Sylvain Jacques, Yann Le Petitcorps
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Soutenance le 13/12/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Composites Thermostructuraux (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Elisabeth Blanquet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Jacques, Arnaud Delehouzé, Roger Gadiou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elisabeth Blanquet, Francis Maury

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites à fibres de carbone

Composites à matrice métallique

Dépôt en phase vapeur par organométalliques

Composites à matrice céramique

Mots clés libres

CMC

MOCVD

MOCVI

M-O-C

Résumé

Les composites à matrice céramique (CMC) sont des matériaux couramment utilisés dans l’industrie aéronautique et spatiale. L’objectif de ce travail est l’élaboration d’un composite à matrice carbone contenant un hétéroélément métallique (M) incorporé par voie chimique en phase gazeuse.A partir de précurseurs organométalliques (MO), des co-dépôts par voie chimique en phase vapeur (CVD ou MOCVD) ont été réalisés sur substrats plans et filamentaires dans le système M-O-C. La cinétique de dépôt, la composition chimique, la nature des liaisons chimiques ainsi que la structure cristallographique des dépôts ont été caractérisées en fonction de différents paramètres procédés (température, pression, débit et composition de la phase gazeuse).Après avoir sélectionné un précurseur organométallique et une technique d’entraînement adaptée, l’injection de liquide directe (DLI), des substrats poreux ont été infiltrés en phase vapeur (CVI ou MOCVI). Des substrats avec des pores modèles ont permis d’étudier les paramètres d’infiltration et de définir un premier modèle de prévision de l’infiltration de M O C.

Ceramic matrix composites (CMC) are commonly used materials for the aeronautics and space industry. The aim of this work is the fabrication of a carbon matrix composite containing a metal heteroelement (M) incorporated from chemical vapour route.Co-deposits were made from metal organic precursors (MO) by chemical vapour deposition (CVD or MOCVD) on plane and filamentary substrates in the M-O-C system. Deposition kinetics, chemical composition, chemical bonding nature and crystallographic structure of the deposits were characterized from different process parameters (temperature, pressure, flow and gas phase composition).A metal organic precursor and an appropriate liquid precursor carrying technology as direct liquid injection (DLI) have been selected. Porous substrates were infiltrated from chemical vapour infiltration (CVI or MOCVI). Infiltration parameters were investigated and a M O C infiltration prediction model was defined thanks to samples with model pores.