Comportement thermomécanique d'un composite de type SiC/SiC à interphase séquencée : effet de l'environnement

The mechanical behaviour and the life time in static fatigue (60-140 MPa) at high temperature (700°C to 1200°C) in air were investigated on a 2D woven SiC/SiC composite with a multilayered interphase involving 3 or 4 PyC/SiC sequences ((PyC-SiC)4,3). The lifetime of the composite with the multilayered interphase was found to be significantly improved over that of the composites with a single PyC layered interphase. The chemical and morphologic interphase evolution is analysed during the ageing tests.Cette thèse porte sur un nouveau concept d'interphase : les interphases séquencées constituées par l'alternance, à l'échelle de quelques dizaines de nanomètres, de couches minces de matériaux aux propriétés physiques et mécaniques différentes, (matériaux rigides et souples). Le matériau de cette étude est un composite 2D à fibre et matrice carbure de silicium (SiC) réalisé par infiltration chimique en phase vapeur (CVI, et contenant une interphase séquencée de carbone et de SiC (PyC/SiC)n. L'adjonction de couches rigides de SiC au sein des couches souples de carbone n'altère ni la ténacité, ni les propriétés mécaniques du matériau testé en traction unidirectionnelle à température ambiante. Au contraire, le séquençage constitue un obstacle efficace à la propagation des fissures aux interfaces et loin de la fibre. Lorsque ce composite est sollicité en traction à haute température (entre 700°C et 1200°C) et en atmosphère oxydant (air), ses propriétés se dégradent car les couches de PyC au sein de l'interphase s'oxydent rapidement. L'évolution physico-chimique et morphologique de l'interphase lors du vieillissement du composite sous charge (60-140 MPa) en atmosphère oxydante est analysée. La durée de vie du composite à interphase multicouche est améliorée de façon significative par rapport à un composite à interphase simple de PyC