Elaboration, caractérisation et résistance a l'usure de composites céramiques SiC/TiB2

Dense SiC - TiB2 composites (5, 10 and 15% vol TiB2) were developed by natural and reactive sintering from TiO2, B4C, and phenolic resin as a carbon source, depending on the reaction (which takes place at 1400c):TiO2 + 0.5 B4C + 1.5 C SiC / TiB2 + 2 CO.They have been characterized from a microstructural, mechanical and finally tribological point of view. The dispersion of TiB2 particles was found to be very homogeneous, both in optical microscopy and in scanning electron microscopy. The image analysis showed that a majority of particles at a size smaller than 1 m. Atomic force microscopy and transmission electron microscopy have demonstrated the existence of nanometric particles. For mechanical properties, the toughness increases with the SiC / TiB2 content, while the hardness decreases. In friction, the composite materials wear less than the monilithic sic. The wear mechanisms are modified both in the air and in the water. In the air, a layer of oxide debris, protective if it is stable, is formed for the composites, while there is formation of rolls for sic. In water, the composites are polished, whereas sic wears by brittle fracture (cleavages). The influence of the SiC / TiB2 phase on the wear resistance of the composites is at the level of tribo-oxidation: a lubrication under dry conditions can occur through the products of the tribo-oxidation.Des composites denses SiC - TiB2 (5, 10 et 15% vol. TiB2) ont été élabores par frittage naturel et réactif à partir de TiO2, B4C, et de résine phénolique utilisée comme source de carbone, selon la réaction (qui a lieu à 1400c) : TiO2+ 0,5 B4C + 1,5 C SiC / TiB2+ 2 CO.Ils ont été caractérisés d'un point de vue microstructural, mécanique et enfin tribologique. La dispersion des particules de TiB2 s'est révélée très homogène, aussi bien en microscopie optique qu'en microscopie électronique à balayage. L'analyse d'images a montré qu'une majorité de particules à une taille inferieure a 1 m. La microscopie a force atomique et la microscopie électronique en transmission ont permis de mettre en évidence l'existence de particules nanométriques. Pour les propriétés mécaniques, la ténacité augmente avec le taux de SiC / TiB2, alors que la dureté diminue. En frottement, les matériaux composites s'usent moins que le sic monilithique. Les mécanismes d'usure sont modifiés aussi bien dans l'air que dans l'eau. Dans l'air, une couche de débris oxydes, protectrice si elle est stable, se forme pour les composites, alors qu'il y a formation de rouleaux pour sic. Dans l'eau, les composites sont polis, alors que sic s'use par rupture fragile (clivages). L'influence de la phase SiC / TiB2sur la résistance à l'usure des composites se situe au niveau de la tribo-oxydation : une lubrification en régime sec peut intervenir par l'intermédiaire des produits de la tribo-oxydation