Sur l'oxydation active des céramiques à base de carbure de silicium

Silicon carbide can oxidize in two different modes. At high oxygen partial pressure and relatively low temperature, a silica film forms on its surface protecting it from further attack: it is the passive oxidation regime. At very high temperature and low oxygen partial pressure, SiC is rapidly consumed because all the produced oxides are gaseous: it is the active oxidation regime. A theoretical and experimental approach was conducted to study the oxidation phenomena of SiC at high temperature (1300 to 1700°C), under low total pressure (100 à 800 Pa). A model explaining the transition between the two oxidation regimes of SiC has been developed. An increase in Ptot and/or Vgas is shown to extend the passive oxidationdomain ; the scattering of the previous reported data can be related to the influence of these two parameters. In passive oxidation regime under low total pressure, (i) the global mass loss of the SiC specimen always observed and (ii) the bubble formation occuring at temperatures greater than 1600°C have been explained. In the conditions investigated in the present work, the active oxidation of SiC is controlled by mass transport phenomena. However limiting reactions could have been determined: they involve the formation of SiO(g) with either CO(g) or CO2(g) when the temperature is between 1300 and 1600°C, or CO(g) or C(s) when the temperature is about 1700°C.Le carbure de silicium (SiC) connaît deux modes d'oxydation. Sous pression partielle d'oxygène élevée et température relativement faible, il présente l'avantage de se recouvrir d'une couche de silice qui le protège en limitant sa corrosion : on parle d'oxydation passive. Porté à très haute température sous faible pression partielle d'oxygène, le SiC est rapidement consommé car tous les oxydes formés sont à l'état gazeux : on est alors en régime d'oxydation active. L'approche utilisée dans cette étude de l'oxydation du SiC à haute température (1300 à 1700°C), sous faiblepression totale (100 à 800 Pa) est à la fois théorique et expérimentale. Un modèle expliquant la transition entre les deux régimes d'oxydation du SiC a été développé. Il montre qu'un accroissement de Ptot. et/ou Vgaz augmente l'étendue du domaine d'oxydation passive du SiC ; la dispersion des résultats de travaux antérieurs peut être reliée à l'influence de ces deux paramètres. En régime d'oxydation passive sous faible pression totale, il a été possible d'interpréter (i) la perte de masse globale de l'échantillon toujours observée et (ii) la formation de bulles dans la couche de silicepour des températures supérieures à 1600°C. Pour les conditions explorées dans cette étude, l'oxydation active du SiC s'est révélée cinétiquement limitée par les phénomènes de transport de matière. Toutefois des réactions prépondérantes ont pu être proposées : elles conduisent toujours à la formation de SiO(g) accompagnée soit de CO(g) ou CO2(g) pour des températures comprises entre 1300 et 1600°C, soit de CO(g) ou C(s) lorsque la température est proche de 1700°C