Procédé de fabrication de composites à matrice céramique comprenant une interphase spécifique

• Main Authors: Vandenbulcke, Lionel Gérard, Vandenbulcke, Mathieu Pierre
• Format: Patent
• Language: French
• Published: 29.09.2023
• Subjects: ARTIFICIAL STONE; CEMENTS; CERAMICS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDINGMATERIALS; CONCRETE; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; LIME, MAGNESIA; METALLURGY; REFRACTORIES; SLAG; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; TREATMENT OF NATURAL STONE

Procédé de fabrication de composites à matrice céramique comprenant une interphase spécifique Des matériaux composites comportant un renforcement par des fibres et une matrice céramique dans laquelle les fibres revêtues d'une couche mince dénommée interphase sont incluses, sont fabriqués par un procédé caractérisé en ce qu'il comprend : - sur les fibres, la formation d'une interphase par dépôt ou infiltration chimique effectuée en deux étapes enchaînées sans interruption, la principale étape de fabrication étant caractérisée par l'utilisation, pendant au moins 80% du temps de dépôt de toute l'interphase, d'un mélange de gaz composé d'une part au moins d'ammoniac et d'hydrogène et d'autre part de trichlorure de bore et de dichlorure de carbonyle, la concentration de ce dernier étant comprise entre plus de 1% et environ 5% en pourcentage atomique par rapport au trichlorure de bore, interphase dont l'épaisseur totale finale est comprise entre 0,1 et 1 µm ; - le traitement thermique des fibres ainsi revêtues de l'interphase, sans exposition à une atmosphère oxydante après revêtement des fibres par l'interphase, traitement thermique effectué à une température égale ou supérieure à environ 1100°C ; - puis la fabrication du matériau composite par inclusion des fibres revêtues de l'interphase dans la matrice faite de céramique, au moins pour la plus grande partie. Des composites à matrice céramique performants sont fabriqués avec ce procédé moins onéreux. Composite materials comprising a reinforcement by fibers and a ceramic matrix in which the fibers coated with a thin layer called interphase are included, are manufactured by a method characterized in that it comprises: - on the fibers, the formation of an interphase by deposition or chemical infiltration carried out in two uninterrupted, chained steps, the main manufacturing step being characterized by the use, during at least 80% of the deposition time of the entire interphase, a mixture of gas made up, on one hand, of at least ammonia and hydrogen and, on the other hand, boron trichloride and carbonyl dichloride, the concentration of the latter being between 1% and approximately 5% in atomic percentage in relation to the boron trichloride, the total final thickness of the interphase being between 0.1 and 1 pm; - heat treatment of the fibers thus coated with interphase, without exposure to an oxidizing atmosphere after the fibers are coated with the interphase, the heat treatment carried out at a temperature equal to or greater than approximately 1100°C; - then manufacturing the composite material by including fibers coated with the interphase in the matrix made at least mostly of ceramic. High-performance ceramic matrix composites are manufactured with this less expensive process.