ELABORATION ET CARACTERISATION DE COMPOSITES A FIBRES LONGUES ET A MATRICE CERAMIQUE OBTENUE PAR PYROLYSE D'UN PRECURSEUR ORGANOMETALLIQUE DE TYPE POLYSILAZANE PDF Download
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Author: MAURICE.. GONON
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Languages : fr
Pages : 238
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Book Description
CET OUVRAGE TRAITE DE L'UTILISATION D'UN PRECURSEUR ORGANOMETALLIQUE DE TYPE POLYSILAZANE POUR L'ELABORATION DE COMPOSITES CERAMIQUE-CERAMIQUE. LA RHEOLOGIE DU PRECURSEUR ET SA DECOMPOSITION THERMIQUE SONT ETUDIEES. L'INFLUENCE DES PARAMETRES DE LA PYROLYSE SUR LES PROPRIETES PHYSIQUES ET MECANIQUES DE LA CERAMIQUE EST DECRITE AINSI QUE LE COMPORTEMENT A L'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE DE CETTE CERAMIQUE. DEUX PROCEDURES CONDUISANT A L'OBTENTION DE COMPOSITES 2D A BASE DE TISSUS DE FIBRES SIC NICALON SONT DECRITES. LA PREMIERE PROCEDURE EST BASEE SUR DES PREFORMES DE FIBRES PREDENSIFIEES PAR CVI DE SIC. LES MATERIAUX OBTENUS SONT NON FRAGILES ET POSSEDENT UNE CONTRAINTE A LA RUPTURE DE 350 A 400 MPA. LA SECONDE PROCEDURE N'UTILISE PAS LA PREDENSIFICATION PAR CVI DES FIBRES. LES COMPOSITES OBTENUS SONT EGALEMENT NON FRAGILES MAIS LEUR CONTRAINTE A LA RUPTURE N'EXCEDE PAS 200 MPA
Author: MAURICE.. GONON
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Pages : 238
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CET OUVRAGE TRAITE DE L'UTILISATION D'UN PRECURSEUR ORGANOMETALLIQUE DE TYPE POLYSILAZANE POUR L'ELABORATION DE COMPOSITES CERAMIQUE-CERAMIQUE. LA RHEOLOGIE DU PRECURSEUR ET SA DECOMPOSITION THERMIQUE SONT ETUDIEES. L'INFLUENCE DES PARAMETRES DE LA PYROLYSE SUR LES PROPRIETES PHYSIQUES ET MECANIQUES DE LA CERAMIQUE EST DECRITE AINSI QUE LE COMPORTEMENT A L'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE DE CETTE CERAMIQUE. DEUX PROCEDURES CONDUISANT A L'OBTENTION DE COMPOSITES 2D A BASE DE TISSUS DE FIBRES SIC NICALON SONT DECRITES. LA PREMIERE PROCEDURE EST BASEE SUR DES PREFORMES DE FIBRES PREDENSIFIEES PAR CVI DE SIC. LES MATERIAUX OBTENUS SONT NON FRAGILES ET POSSEDENT UNE CONTRAINTE A LA RUPTURE DE 350 A 400 MPA. LA SECONDE PROCEDURE N'UTILISE PAS LA PREDENSIFICATION PAR CVI DES FIBRES. LES COMPOSITES OBTENUS SONT EGALEMENT NON FRAGILES MAIS LEUR CONTRAINTE A LA RUPTURE N'EXCEDE PAS 200 MPA
Author: CARINE.. LAFFON
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Languages : fr
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE PAR SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION X AU SEUIL K DU SILICIUM DES FIBRES LONGUES DE TYPE SIC ET SICN. CES CERAMIQUES PAR LEURS QUALITES THERMOMECANIQUES, SONT DESTINEES A LA FABRICATION DE MATERIAUX COMPOSITES POUR DES APPLICATIONS A HAUTES TEMPERATURES. LE CONCEPT D'ELABORATION DE LA CERAMIQUE A PARTIR D'UN POLYMERE PRECURSEUR ORGANOMETALLIQUE ET LES METHODES DE FABRICATION DEMANDENT DES OPTIMISATIONS. L'EXAFS A PERMIS DE DECRIRE L'ENVIRONNEMENT STRUCTURAL DU SILICIUM DANS DEUX TYPES DE FIBRES SIC COMMERCIALISEES PAR NIPPON CARBON. LE MODELE PROPOSE DECRIT CES MATERIAUX COMME ETANT CONSTITUES DE CRISTAUX NANOMETRIQUES JOINTS ENTRE EUX PAR UNE PHASE SIC#XO#Y. EN COLLABORATION AVEC LE LABORATOIRE DES COMPOSITES THERMOSTRUCTURAUX DE BORDEAUX, NOUS AVONS ETUDIE LE MATERIAU EN COURS D'ELABORATION: LE PRECURSEUR DE LA FIBRE COMMERCIALE PREFIGURE LA STRUCTURE SIC QUI SE DEVELOPPERA AU COURS DE LA PYROLYSE. MAIS LES CONDITIONS DE PYROLYSE MODIFIENT LA STRUCTURE DES MATERIAUX OBTENUS: ILS PRESENTENT UNE HETEROGENEITE DE TAILLE DE CRISTAUX SIC AINSI QUE DES DIFFERENCES DE TENEUR EN OXYGENE EN COMPARAISON AVEC LA FIBRE COMMERCIALE. LE ROLE DE L'OXYGENE SUR LA CROISSANCE DES CRISTALLITES SIC A ETE MIS EN EVIDENCE. POUR ETUDIER L'INFLUENCE DES CONDITIONS INITIALES, D'AUTRES ETUDES CONCERNENT LA CERAMISATION D'UN PRECURSEUR CONTENANT DES LIAISONS SI-N. NOUS RENDONS COMPTE DE MANIERE ANALOGUE AU MATERIAU COMMERCIAL D'UNE STRUCTURE A DOMINANTE DE CRISTAUX JOINTS ENTRE EUX PAR UN SYSTEME DE LIAISONS MIXTES PLUS SOUPLE DE PHASE SILICO-AZOTEE. LE XANES MONTRE DES SIGNATURES TRES NETTES D'UN TYPE D'ENVIRONNEMENT. EN S'APPUYANT SUR LES RESULTATS OBTENUS PAR EXAFS, NOUS AVONS CORRELE LES VARIATIONS DE STRUCTURES FINES DU SEUIL AVEC LES DONNEES D'EVOLUTION STRUCTURALE DU MATERIAU
Author: NATHALIE.. GUIOMAR
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Languages : fr
Pages : 182
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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)
Author: Eric Bouillon
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Languages : en
Pages : 262
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CE TRAVAIL CONCERNE LA TRANSFORMATION DES PRECURSEURS DE POLYCARBOSILANES (PCS) ET POLYCARBOSILAZANES (PCSZ) EN CERAMIQUES A BASE DE SIC ET DE SI (C, N) ET LA RELATION ENTRE LA STRUCTURE DU PRECURSEUR, LA MICROSTRUCTURE DE LA CERAMIQUE OBTENUE PAR PYROLYSE ET SES PROPRIETES MECANIQUES. IL S'EST ORIENTE AUTOUR DE TROIS AXES PRINCIPAUX: (I) MISE EN EVIDENCE DES DIVERSES ETAPES ET DES MECANISMES INTERVENANT LORS DE LA PYROLYSE ET DE LA CERAMISATION D'UN PRECURSEUR COMMERCIAL DE TYPE POLYCARBOSILANE BRANCHE. IL A ETE MONTRE QUE LA PYROLYSE CONDUIT D'ABORD A UN RESIDU MINERAL AMORPHE QUI CRISTALLISE A PLUS HAUTE TEMPERATURE (ATG, ANALYSE DES GAZ, IR, ESCA, RAMAN, AUGER, XRD, TEM). (II) ELABORATION ET CARACTERISATION EN TRACTION D'EPROUVETTES MONOFILAMENTAIRES ISSUES DE CE PRECURSEUR. COMPREHENSION DES PHENOMENES SE PRODUISANT DURANT LES ETAPES DE RETICULATION, DE PYROLYSE ET DE CERAMISATION, RELATION MICROSTRUCTURE-COMPORTEMENT MECANIQUE. (III) CONTRIBUTION A LA DEFINITION ET A L'ETUDE DE PRECURSEURS MODELES DE TYPE PCS ET PCSZ EN VUE DE DEGAGER LE ROLE TENU PAR L'AZOTE ET L'OXYGENE LIES AU SILICIUM ET PAR LE CARBONE LIBRE DANS LES CERAMIQUES ET LEURS PROPRIETES (E.G. STABILITE DE L'ETAT AMORPHE/MICROSCRISTALLISE)
Author: Christophe Even
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Languages : fr
Pages : 228
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Des matériaux composites à matrice de titane renforcée par des fibres continues de carbone ont été élaborés par un procédé basé sur la métallurgie des poudres et dont certaines facettes sont proches de techniques utilisées pour les céramiques et pour les matériaux composites à matrice polymère. La mise en oeuvre de ce procédé a été confrontée à diverses difficultés que des études partielles ont permis de surmonter : la préparation de poudres de titane particulièrement fines, le couplage entre ces poudres et les mèches de fibres de carbone, le déliantage, la consolidation et la densification de la matrice de titane sous pression et à haute température. Bien que la faisabilité du procédé ait été démontrée, l'utilisation de poudres de titane insuffisamment fines ne permet pas d'incorporer des fractions volumiques de fibres de plus d'une dizaine de pour-cent, ce qui limite considérablement l'effet de renforcement évalué par des essais de traction. En revanche, l'incorporation dans les mèches de poudres d'hydrure de titane ne dépassant pas quelques microns a permis d'atteindre des fractions volumiques de plus de 30%.
Author: Jean Philippe Rocher
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Languages : fr
Pages : 160
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DES PREFORMES FIBREUSES EN CERAMIQUE SONT IMPREGNEES PAR UN ALLIAGE D'AL LIQUIDE, APRES UN PRETRAITEMENT PAR UNE SOLUTION AQUEUSE D'HEXAFLUORURE DE ZIRCONIUM. MISE AU POINT DES CONDITIONS OPERATOIRES. ETUDE DES MECANISMES REACTIONNELS ET MESURES D'ANGLE DE CONTACT ENTRE METAL LIQUIDE ET CERAMIQUE. FABRICATION D'UN COMPOSITE A MATRICE EN ALLIAGE AL-7SI-0,6MG RENFORCE DE SIC. INFLUENCE DES FRACTIONS VOLUMIQUES DE CHAQUE CONSTITUANT SUR LES CRACTERISTIQUES MECANIQUES
Author: Lionel Lostec
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Languages : fr
Pages : 181
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LES PROPRIETES THERMOMECANIQUES D'UN COMPOSITE FIBREUX A MATRICE CERAMIQUE SONT LARGEMENT DEPENDANTES DE SA TEXTURE ET DE SA MICROSTRUCTURE. EN PARTICULIER, L'EXISTENCE D'UNE POROSITE MATRICIELLE AU SEIN DES TORONS DE FIBRES PEUT INFLUENCER LA PROPAGATION DE MICROFISSURES ET DONC LA RUPTURE DU COMPOSITE SOUS CONTRAINTE DE TRACTION. L'UTILISATION DU COULAGE EN BANDE COMME PROCEDE DE MISE EN FORME DES CMC PERMET D'ACCROITRE L'HOMOGENEITE INTRA ET EXTRA-TORON DES PLIS PREIMPREGNES ET DONC DES COMPOSITES APRES FRITTAGE SOUS CHARGE. CETTE TECHNIQUE DE MISE EN FORME A ETE APPLIQUEE AVEC SUCCES AUX COMPOSITES A FIBRES SI-C-O ET MATRICE MAS-L, FABRIQUES PAR AILLEURS PAR L'AEROSPATIALE SELON UN PROCEDE CLASSIQUE D'INFILTRATION EN BARBOTINE ET D'ENROULEMENT FILAMENTAIRE. APRES TRAITEMENT THERMIQUE VERS 750 C ET BROYAGE, LES PARTICULES DE MAS-L POSSEDENT LES PROPRIETES CHIMIQUES (NATURE DE LA SURFACE) ET PHYSIQUES (GRANULOMETRIE ET SURFACE SPECIFIQUE) ADAPTEES A L'IMPREGNATION DES TORONS DE FIBRES PAR COULAGE EN BANDE. LA DEFINITION DE LA COMPOSITION DE COULAGE ET L'ETUDE DU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DE LA BARBOTINE CONDUISENT A UN TAUX D'IMPREGNATION PROCHE DE 100 % ET UN DEGRE D'HOMOGENEITE ELEVE A L'INTERIEUR MEME DES TORONS DE FIBRES. L'OPTIMISATION DES CONDITIONS DE THERMOCOMPRESSION PERMET D'ACCROITRE LA DENSITE EN CRU DES COMPOSITES. DES PLAQUES DE MATRICE MAS-L SONT FABRIQUEES DANS LES MEMES CONDITIONS. LA CARACTERISATION DE LA MATRICE ET DES COMPOSITES AINSI REALISE A ETE ENTREPRISE SUR LE PLAN MICROSTRUCTURAL ET MECANIQUE, A TEMPERATURE AMBIANTE ET AU COURS DE TRAITEMENT ISOTHERMES JUSQU'A 1100C SOUS DIFFERENTES ATMOSPHERES. UNE TECHNIQUE ULTRASONORE A PERMIS DE SUIVRE LES VARIATIONS DU MODULE D'ELASTICITE DE LA MATRICE D'UNE PART, ET DES COMPOSITES D'AUTRE PART LE COMPORTEMENT A HAUTE TEMPERATURE DES COMPOSITES EST DIFFERENT SELON L'ATMOSPHERE. IL A ETE INTERPRETE SUR LA BASE DES EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES DE LA MATRICE ET DE REACTIONS CHIMIQUES A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE METTANT EN JEU LA FIBRE, LA MATRICE ET L'INTERPHASE FIBRE/MATRICE.
Author: David Lopez Ferber
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Languages : fr
Pages : 0
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La limitation de notre impact environnemental passe en partie par la recherche et le développement de nouveaux procédés et matériaux, et les céramiques techniques ont une place essentielle parmi ceux-ci. Les composites à matrices céramiques (CMCs) permettent le renfort de nombreux types de structures, principalement pour des applications à hautes températures, et notamment dans les turbomachines. Ces CMCs utilisent majoritairement des fibres de carbure de silicium (SiC) en tant qu'agent de renfort. Toutefois, le marché des fibres de SiC est dominé par le Japon. Cet oligopole conduit à des problématiques économiques et stratégiques. De plus, les performances thermomécaniques des fibres SiC se dégradent dès 1400 °C en conditions d'utilisation. Dès lors, il apparaît que l'amélioration des performances des CMCs pourra résider dans la substitution du SiC par d'autres systèmes compositionnels plus stables en température. Dans le cadre de cette thèse, les systèmes quaternaires Si-B-C-N et Si-Al-C-N ont été envisagés en substitution du SiC pour leurs performances thermiques et chimiques de premier plan. La voie PDCs (Polymer-Derived Ceramics) a permis d'ajuster la composition des précurseurs à l'échelle moléculaire. La modularité de cette méthode d'élaboration de céramiques réside dans la possibilité de mettre en forme à façon les précurseurs, permettant la synthèse d'objets, dont des fibres, qui ne sont pas accessibles par les méthodes conventionnelles de synthèses. L'élaboration de fibres creuses de large diamètre pour des applications catalytiques ou membranaires est envisagée en complément des fibres micrométriques pour du renforcement de structures. Dans le cadre de ces travaux de thèse, la synthèse de nouveaux précurseurs à façon a été étudiée en couplant différentes techniques de caractérisation des polymères. La conversion polymère-céramique (1000 °C) a également été suivie à l'aide de méthodes de caractérisation dites ex-situ et in-situ afin d'identifier les mécanismes de pyrolyse liés à cette transformation. L'évolution microstructurale des céramiques obtenues à 1000 °C a quant à elle été caractérisée par spectroscopies RMN, Raman et IRTF ainsi que par DRX, MEB-EDX et MET afin d'identifier l'effet de la teneur en bore, voire en aluminium, des céramiques sur la structuration du système Si-C-N. La capacité au filage de précurseurs sélectionnés dans les chapitres 3, 4 et 5 a été étudiée et discutée.
