Cinétique de la CVD du nitrure de bore dans le système BF3-NH3-Ar : application aux matériaux composites SiC/SiC à interphase BN

The knowledge of the mechanisms involved in the CVD process of boron nitride is essential regarding the use of this material as interphase in SiC/SiC composites. The experimental study of the variations of the BN growth rate as a function of pressure, temperature, total flow rate and initial gas phase composition has allowed: (i) to observe the transition from mass transfer to chemical reaction rate-controlled processes, (ii) to establish different kinetic laws and (iii) to propose reactional mechanisms according to these laws. The mechanical behavior of 2D SiC/BN/SiC composite materials containing various interphase thicknesses has been characterized under tensile shear (Iosipescu shear test) and impact loading. An influence of the variation in the BN interphase thickness on the tensile behavior and impact resistance is evidenced. The different behaviors result, among other things, from themodifications observed in the interfacial zone between the fibrous preform (exPCS fibers) and the BN-interphase.La connaissance des mécanismes physico-chimiques mis en jeu lors du processus de CVD du nitrure de bore est essentielle pour l'utilisation de cematériau en tant qu'interphase dans les matériaux composites SiC/SiC. L'étude expérimentale des variations de la vitesse de dépôt de BN dans lesystème BF3-NH3-Ar en fonction des paramètres pression, température, débit total et composition initiale de la phase gazeuse a permis : (i) de mettre en évidence une transition entre des processus cinétiques contrôlés par des réactions de surface ou des transferts de matière, (ii) d'identifier différentes lois cinétiques et (iii) de proposer des mécanismes réactionnels en accord avec ces lois. D'autre part, le comportement mécanique de matériaux composites 2D SiC/SiC à interphase de BN variable en épaisseur a été caractérisé à l'aide d'essais de traction, de cisaillement (essai Iosipescu) et de choc. Cette étude fait apparaître des comportements en tension et en tenue au choc qui dépendent de l'épaisseur d'interphase de BN et sont expliqués, entre autre par la modification des interfaces observées entre le renfort fibreux (fibres ex-PCS) et l'interphase BN