Protection interne contre l'oxydation des composites carbone/carbone

C/C composites undergo oxidation beyond 450°C under an air flow. Oxidation occurs preferentially at fibre-matrix interfacial zones (zones of weak cohesion) and it progresses from the surface to the core of the composite. Internal protections have been envisaged to limit interfacial oxidation. In a first step, carbon fibres have been treated with oxidation inhibitors (H3P04, H3B03) or coated with deposits made of boron, silicon or phosphorous or implanted with B+ ions and their oxidation resistance investigated. In a second step, the treated preforms were infiltrated with carbon and the oxidation of the C/C composites studied. A boron-rich Si-B-C deposit leads to an important improvement of the oxidation resistance. The deposit oxidation is faster than that of carbon and leads to a volume increase. Hence, oxygen access at interfacial zones is limited. At last, the mechanical behaviour at ambient temperature of C/C composites made of treated fibres has been compared before and after oxidation of the composite under an air flow.L'utilisation prolongée des composites carbone/carbone (C/C) en atmosphère oxydante est limitée par l'oxydation du carbone qui est effective au-delà de 450°C, L'oxydation des composites se fait préférentiellement au niveau des interfaces fibre-matrice (zones de faible cohésion) et elle progresse très rapidement de la surface vers le coeur du composite. Le présent travail a porté sur la recherche de protections internes permettant d'améliorer la résistance à l'oxydation des composites C/C. Dans un premier temps, les fibres ont été soit traitées à l'aide d'inhibiteurs d'oxydation (H3P04, H3B03) soit revêtues de dépôts à base de bore, silicium ou phosphore par dépôt chimique en phase vapeur soit encore implantées avec des ions B+. Le comportement en atmosphère oxydante des fibres ainsi traitées, a été examiné. Dans une seconde étape, les préformes traitées ont été infiltrées de carbone et la résistance à l'oxydation de ces composites a été étudiée. La présence d'un dépôt Si-B-C riche en bore de 100 nm au niveau de l'interface fibre-matrice conduit à une forte amélioration de la résistance à l'oxydation du composite. Enfin, le comportement mécanique à température ambiante de composites CIC élaborés à l'aide de fibres de carbone prétraitées, ayant subi ou non un vieillissement à l'air en température, a été caractérisé de façon comparative