thesis

Caracterisation physico-chimique et microstructurale de ceramiques sic issues de polymeres precurseurs- application a l'elaboration de composites a matrices ceramiques

Defense date:

Jan. 1, 1996

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Institution:

Paris 6

Disciplines:

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Abstract FR:

Dans le but d'optimiser les performances de composites sic/sic elabores par infiltration de poudre puis injection de polymere, les ceramiques issues de deux polymeres precurseurs de carbure de silicium ont ete etudiees, en fonction de la temperature et de la duree de pyrolyse. Il s'agit d'un polyvinylsilane (pvs 200) et d'un melange de polyvinylsilane et polymethylsilane (ps1). Les ceramiques ex-polymeres sont constituees de cristallites de carbure de silicium entoures de carbone turbostratique en quantite variable selon le polymere utilise (rapport atomique c/si proche de 1,9 pour les ceramiques ex-pvs et de 1,1 pour les ex-ps1). Il a ete mis en evidence une importante influence de la temperature de pyrolyse et une faible influence de la duree du palier isotherme sur la taille des critallites de carbure de silicium formes (quelques nanometres a 1000c et une dizaine de nanometres a 1400c). L'augmentation de la temperature de pyrolyse conduit egalement a une organisation du carbone turbostratique, liee au depart de l'hydrogene residuel. Au sein des matrices de composites, la microstructure de la phase liante ex-polymere est modifiee par rapport a celle determinee pour la ceramique ex-polymere seule correspondante. En effet, l'ordre cristallin y est mediocre puisque le carbure de silicium est majoritairement amorphe et le carbone present sous forme de quelques empilements turbostratiques. Cette modification est en relation avec l'enrichissement en oxygene, carbone, silicium et hydrogene du a la presence d'oxygene en surface des grains de poudre et aux groupements trimethylsilyles greffes pendant le traitement de methylsilanisation. Du noir de carbone est forme dans les porosites des matrices par craquage d'hydrocarbures produits lors de la pyrolyse des polymeres. Une augmentation de la temperature de pyrolyse (1000 a 1300c) provoque une legere evolution microstructurale des fibres sic nlm 202. La microstructure de l'interphase de carbone pyrolytique deposee sur les fibres reste inchangee suite a une elevation de la temperature de pyrolyse, ce qui est probablement a l'origine des valeurs proches de la resistance a la flexion trois points mesurees (250 mpa et 280 mpa)