Impact de l'utilisation de polycarbosilane dans l'élaboration de composites ZrC/SiC par frittage SPS

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Composites ZrC/SiC, Polymère précéramique, SPS, Fonctionnalisation

Mots-clés

Spark plasma sintering (métallurgie),

Carbure de silicium,

Carbure de zirconium

Ces travaux de thèse ont été axés sur l’étude de l’impact de l’ajout d’un polycarbosilane comme source de SiC dans l’élaboration des composites ZrC/SiC par frittage SPS. L’enjeu principal de cette étude réside dans l’obtention de composites denses avec une distribution fine et homogène de la phase SiC au sein de la matrice ZrC. Pour ce faire, deux systèmes ZrC/polymère et ZrC fonctionnalisée/polymère ont été préparés en utilisant une voie dite « hybride ». Dans les deux cas de figure, les caractérisations microstructurales (MEB, MET) et chimiques (XPS) ont montré des similitudes avec la présence du polymère qui enrobe de manière homogène les particules de ZrC. La densification des deux systèmes a été entreprise par frittage SPS. Cette étape du procédé a nécessité la mise en place d’un traitement thermique de conversion/frittage spécifique qui a permis, après optimisation, d’obtenir des composites denses (ρrelative > 96%) a relativement basse température (1700 °C). L’impact de l’utilisation d’un polycarbosilane a été mis en exergue à travers une étude comparative avec un composite préparé à partir d’un mélange de poudres ZrC et SiC. Afin de compléter ces travaux, une étude à haute résolution des joints de grains par MET a montré des disparités suivant la fonctionnalisation ou non de la surface des poudres de ZrC.