Traitement de surface de fibres Hi-Nicalon S en milieux supercritiques / Nicolas Biscay ; sous la direction de Cyril Aymonier

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Céramiques renforcées de fibres

Composites à matrice céramique

Fluides supercritiques

Classification Dewey : 620.118

Aymonier, Cyril (Directeur de thèse / thesis advisor)

Maglione, Mario (1958-.... ; auteur en physique) (Président du jury de soutenance / praeses)

Bonnamy, Sylvie (1957-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Portehault, David (1980-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Lefebvre, Marie (1986-....) (Membre du jury / opponent)

Delcamp, Adrien (1981-...) (Membre du jury / opponent)

Pujol, Guillaume (1988-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Bordeaux (2014-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Un matériau CMC (Composite à Matrice Céramique) est composé d’un renfort céramique (fibres), d’une matrice céramique, et d’un élément appelé interphase (fusible mécanique du CMC permettant la déviation des microfissures). L’élaboration de matériaux CMC nécessite une première étape de traitement de surface des fibres céramiques avant le dépôt d’interphase, qui est la plupart du temps constituée d’un matériau lamellaire. Ces deux étapes présentent comme inconvénients majeurs l’emploi de solvants toxiques pour la première, et de cinétiques limitées pour la seconde. L’enjeu général de ce projet de thèse est ainsi de répondre à ces limitations.Le premier objectif de ce projet était de mettre en oeuvre un procédé permettant de retirer les hétérogénéités présentes en surface de fibres SiC commerciales. Le développement d’un dispositif expérimental versatile a permis de répondre à cet objectif en obtenant des matériaux similaires aux références industrielles. L’élaboration de matériaux fibres + interphase a pu être réalisée et leur composition chimique validée. L’évolution de la microstructure avec la température de dépôt a pu être étudiée, et l’apparition de plusieurs mécanismes de germination a été observée. La compréhension des mécanismes de formation des dépôts d’interphase a permis d’optimiser le procédé et ainsi éviter l’apparition de mécanismes de germination non souhaités.

Résumé / Abstract : A CMC (Ceramic Matrix Composite) material is composed of a ceramic reinforcement (usually ceramic fibres), a ceramic matrix, and a material called interphase (mechanical fusible of the CMC allowing deflection of microcracks). The manufacturing of CMC materials first requires a surface treatment of the ceramic fibres before interphase deposition which is commonly constituted of a lamellar material. Those two steps present major drawbacks such as the use of strong and harmful acids for the surface treatment step, and kinetic limitations for the interphase deposition process. The general idea for this thesis project is to address these limitations.The first objective of the project was to develop a process to remove the heterogeneities present on the surface of SiC commercial fibres. The development of a versatile experimental apparatus allowed us to reach the first objective, by obtaining materials similar to industrial references. Materials composed of fibres + interphase could be obtained, and their chemical composition was validated. The evolution of the microstructure with the deposition temperature could be understood, and several nucleation mechanisms were observed. The understanding of interphase formation allowed us to optimize the process, in order to remove unwanted nucleation mechanisms, and therefore improve homogeneity and reproducibility of the interphase deposition process.