L'interphase de nitrure de bore multicouche dans les composites thermostructuraux SiC/SiC

In order to improve the service life of SiC/BN/SiC composites in dry and humid atmospheres at high temperatures, two ways were considered (i) improving the oxidation resistance of the boron nitride interphase and (ii) deflecting matrix cracks as far away from the fibers as possible, in order to slow the progression of oxygen to them. The first route is either to increase the degree of crystallization of boron nitride, in order to delay the formation of B2O3, or to boost boron nitride using silicon, to reduce the sensitivity of B2O3 to moisture. Improving the degree of crystallization of boron nitride requires post-elaboration heat treatment and the presence of oxygen within the deposit. The second way is to make an interphase or a multilayer matrix according to a fiber/matrix bond concept stronger than the matrix/matrix bond. Better charge transfer between the fibers and the matrix is ensured when (i) the carbon layer initially present on the surface of the fibers is removed, (ii) the boron nitride is oxygen-free and does not undergo post-elaboration heat treatment, (iii) the interphase thickness is low, or (iv) boron nitride contains a small amount of silicon.En vue d'améliorer la durée de vie des composites SiC/BN/SiC en atmosphère sèche et humide à haute température, deux voies ont été envisagées (i) l'amélioration de la résistance à l'oxydation de l'interphase de nitrure de bore et (ii) la déviation des fissures matricielles le plus loin possible des fibres, afin de ralentir la progression de l'oxygène vers celles-ci. La première voie consiste soit à accroître le degré de cristallisation du nitrure de bore, afin de retarder la formation de B2O3, soit à doper le nitrure de bore à l'aide de silicium, pour réduire la sensibilité de B2O3 à l'humidité. L'amélioration du degré de cristallisation du nitrure de bore requiert un traitement thermique post-élaboration et la présence d'oxygène au sein du dépôt. La seconde voie consiste à réaliser une interphase ou une matrice multicouche selon un concept de liaison fibre/matrice plus forte que la liaison matrice/matrice. Un meilleur transfert de charge entre les fibres et la matrice est assuré lorsque (i) la couche de carbone initialement présente en surface des fibres est éliminée, (ii) le nitrure de bore est exempt d'oxygène et ne subit pas de traitement thermique post-élaboration, (iii) l'épaisseur d'interphase est faible ou (iv) le nitrure de bore contient une faible quantité de silicium