Amélioration de la résistance à la corrosion à haute température de composites à matrice céramique élaborés par voie gazeuse

Si-B-C matrix composites reinforced by SiC fibers are under development as thermostructural materials for aerospace applications. The self-healing matrix protects the fibers against an oxygen attack thanks to the formation of a viscous oxide (B2O3 at T1000°C) which seals off the cracks. Nevertheless, the volatilization of B2O3 is enhanced under moisture atmosphere between 500-1000°C because of theformation of volatile HxByOz species. The aim of this work is to stabilize B2O3 at temperatures under 1000°C in water vapor by addition of an element into the matrix. A study on glass-ceramics prepared by mixing powders in the B-OAl(-Si) system shows the reduction of boron oxide volatilization in those conditions with aluminium addition. This phenomenon is due to the formation of the Al4B2O9 compound obtained at temperatures under 1035°C. Non-oxide model composites, which contain aluminium, are prepared from the vapour phase. According to the thermodynamic and experimental studies, (AlN-BN)x multilayers are chosen to be infiltrated within the Si-B-C matrix. The lifetime of those composite materials is characterised under static load at high temperature in corrosive atmosphere. The Al4B2O9 compound formed by the multilayer oxidation is observed in the cracks. This compound is able to stabilize boron oxide in water vapor at high temperature. The volatilization of B2O3 in the underlying layers is also reduced thanks to the limitation of the water vapor access in the heart of the material and thanks to the limited surface of B2O3 exposed to the corrosive environment. Nevertheless, more comparative tests are necessary in order to conclude on the better lifetime of those new composite materials.Les composites à renfort fibreux SiC et matrice Si-B-C sont développés en tant que matériaux thermostructuraux pour des applications aéronautiques ou spatiales. La matrice auto-cicatrisante Si-B-C protège les fibres d’une attaque par l’oxygène en colmatant les fissures grâce à la formation d’un oxyde visqueux (B2O3 pour T1000°C). Cependant, sous atmosphère humide, la volatilisation de l’oxyde de bore (B2O3) sous forme d’espèces HxByOz est très importante entre 500-1000°C. L’objectif de ce travail est d’ajouter un élément au sein de la matrice afin d’augmenter la stabilité chimique du composé B2O3 pour des températures inférieures à 1000°C sous atmosphère humide. Une étude réalisée sur des vitrocéramiques synthétisées à partir de poudres dans le système B-O-Al(-Si) montre l’efficacité de la stabilisation de B2O3 en présence d’aluminium dans les conditions voulues. La volatilisation de B2O3 est limitée grâce à la formation du composé défini Al4B2O9 (pour T