Dissertations / Theses on the topic 'SiCp/Al composite'
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Bourgeois, Nadine. "Caractérisation et modélisation micromécanique du comportement et de l'endommagement d'un composte à matrice métallique Al/SiCp." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0353.
Full textAbstract:
Cette étude concerne le comportement en traction d'un composite aluminium renforce par 15% de particules de carbure de silicium, fabrique par pulvérisation-dépôt, extrudé, puis traité t6 ou t4. La géométrie et la répartition des renforts ont été mesurées par analyse d'images. Des essais de traction monotones ou avec charges et décharges ont permis une caractérisation globale du comportement et aussi une mesure de l'évolution de l'endommagement a travers celle du module d'Young. Les mécanismes d'endommagement ont été identifies lors d'essais dans l'enceinte d'un M. E. B. L'endommagement correspond à des ruptures de renforts. Suivant l'état métallurgique, l'amorçage se produit pour des déformations macroscopiques plus ou moins importantes. La modélisation du comportement de ce composite par une technique d'homogénéisation constitue la deuxième partie de ce travail. Le modèle utilisé, inspiré de la théorie d'Eshelby, est celui de Mori et Tanaka. L’extension de ce modèle au comportement élastoplastique utilise le concept de modules sécants et de contrainte équivalente de Von Mises. L’amorçage et l'évolution de l'endommagement sont décrits par l'introduction d'un critère statistique de rupture des particules, suivant une loi de Weibull. Les paramètres de Weibull ont été calés sur des mesures de fraction volumique et de taille des particules cassées. Des calculs par éléments finis ont permis de justifier le choix du comportement du renfort endommage équivalent qui remplace le renfort rompu. Le modèle a permis finalement de calculer le comportement du composite en traction pour les deux traitements thermiques. Les valeurs des paramètres introduits dans le modèle sont choisies en fonction des résultats expérimentaux. Courbes de traction, quantités et tailles de particules cassées, évolutions du module d'Young, prédites et mesurées sont très peu différentes
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Fouret, Charles. "Comportement et endommagement sous sollicitations monotones et cycliques d'un composite Al/SiCp de fonderie." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10192.
Full textAbstract:
Le but de cette etude est d'observer les mecanismes d'endommagement rencontres dans un composite a matrice metallique (cmm) al/sic p de fonderie, sous sollicitations monotones et cycliques, et de modeliser son comportement. Une etude bibliographique a realise une synthese des principaux travaux publies ces dernieres annees sur les cmm. Une etude experimentale a ete menee sur un cmm de fonderie, de matrice d'alliage d'aluminium, renforcee de 10% en volume de particules sic. Cette etude, realisee in-situ dans un microscope electronique a balayage, a mis en evidence les mecanismes d'endommagement du cmm, en traction monotone et sous sollicitations cycliques de traction-compression. Les essais monotones ont montre que l'endommagement en surface se manifestait par rupture de precipites, et par des decohesions entre precipites, particules et dendrites. Sous sollicitations cycliques, les mecanismes de propagation de fissure ont pu etre observes dans le domaine de la fatigue oligocyclique. Deux etapes ont pu etre distinguees. A faible niveau de contrainte en pointe de fissure, la propagation s'effectue dans l'eutectique, sans rupture de particules. A haut niveau de contrainte, la fissure peut egalement se propager par rupture de particules ou de dendrites. Le comportement mecanique du cmm a ete modelise par elements finis, sur un volume elementaire representatif (ver) compose de deux phases, matrice et particules ; la matrice est supposee avoir le meme comportement que l'alliage non renforce. Sous sollicitations tant monotones que cycliques, l'etude numerique a montre que le comportement mecanique du cmm ne pouvait pas etre modelise correctement par l'utilisation de ce ver.
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Qian, Daishu. "Microstructure and corrosion performance of excimer laser-melted AA2124-T4 aluminium alloy and SiCp/AA2124-T4 composite." Thesis, University of Manchester, 2016. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/microstructure-and-corrosion-performance-of-excimer-lasermelted-aa2124t4-aluminium-alloy-and-sicpaa2124t4-composite(705f8af9-2a7c-4188-91e4-fcf33d8f76f0).html.
Full textAbstract:
The present work studies the microstructure and corrosion behaviour of 25 vol.% SiCp/AA2124-T4 metal matrix composites (MMCs) and AA2124-T4 aluminium alloy; and also the capability of excimer laser surface melting (LSM) to improve the corrosion resistance of the SiCp/AA2124 MMC and the monolithic alloy (MA). Microstructural characterization has shown significant influence of the presence and size of SiC particles on the fine Al2Cu precipitate and Mg segregation at SiC/Al interfacial regions. Such precipitates are revealed to be active sites for corrosion initiation in the MMCs, while the preferential sites for corrosion initiation in the MA are the coarse intermetallics. Corrosion evaluation performed in a 0.6 M NaCl solution suggests that the corrosion resistance of the MMC reinforced with micrometre-sized SiC particles is inferior to that of the MA and the MMC reinforced with submicrometre-sized SiC particles. The submicrometre-sized SiC particles have little adverse effect on the corrosion resistance of the MMC due to the reduced interfacial precipitates. Thin films of up to several micrometres have been achieved by excimer LSM on both the MMC and the MA. The surface roughness and the thickness of the melted layer increase with increasing laser fluence. High number of pulses (40 P) results in significant porosity in the MA and networks of cracking in the MMC. A homogeneous layer without chemical segregation except the Cu-rich segregation bands has been obtained on the MA; while complex microstructures are observed for the MMC, including the Cu-rich segregation bands, Al-Si eutectic structure and microsegregation-free structure laid in sequence from the bottom of the melted layer to the top surface. The modelling work suggest that the presence of SiC particles gives rise in high temperatures in the melt pool, which is useful to explain the materials responses upon laser irradiation, such as decomposition of SiC, evaporation of matrix alloy, and oxides formation. The fast cooling rate up to 1011 K/s is responsible for the formation of microsegregation-free structure. Corrosion evaluation has indicated improvement of corrosion resistance of the MMC and the MA after excimer LSM due to the reduction of the intermetallics. For the laser-melted MA, the corrosion behaviour is governed by the surface morphology and the porosity. The significant rippled structure obtained under high laser fluence could lead to crevice corrosion in the valley between the ripples whilst the pores could provide penetrating routes for the chloride solution to reach the Cu-rich segregation bands, leading to the delamination of the melted layer. For the laser-melted MMC, corrosion mainly initiated at the SiC remnants, which are rich in Si. The corrosion sites of the laser-melted MMC are in the form of small cracked blisters.
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Quiles, Frank N. "An investigation of the effects of secondary processing on the fracture properties of a SiCp-6XXX Al composite." Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 1996. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA317262.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Mechanical Engineering) Naval Postgraduate School, June 1996.Thesis advisor(s): Indranath Dutta, Joe Wells. "June 1996." Includes bibliographical references. Also available online.
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Avenger, Donald Vincent. "Microstructure and aging response of SiCp reinforced A356 Al metal matrix composite subject to post fabrication thermomechanical processing." Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 1994. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA292975.
Full text
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Dafir, Driss. "Etude de l'influence du renfort sur la cinétique de précipitation dans un composite 6061/SiCp élabore par métallurgie des poudres." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0049.
Full textAbstract:
Le but de ce travail a été une étude comparative des phénomènes de précipitation dans un alliage 6061 élaboré par métallurgie des poudres et dans le même alliage renforcé par une fraction volumique de 10% ou 20% de particules de SiC. Les cinétiques de précipitation ont été suivies essentiellement par mesure de pouvoir thermoélectrique. L'effet essentiel du renfort est d'abaisser le domaine de stabilité des phases semi-cohérente et incohérente et d'accélérer les cinétiques de précipitation. L'influence des diverses modifications microstructurales, dues au renfort, sur les cinétiques de précipitation a été analysée. En plus du rôle déjà bien connu des dislocations, ce travail met en évidence le rôle particulier ·des interfacesThe aim of this work was the investigation of the precipitation phenomena in a 6061 alloy elaborated by powder metallurgy either unreinforced or reinforced with a 10% or 20% volume fraction of SiC particles. The precipitation kinetics were mainly followed by TEP measurements and the TTP diagram of these materials was determined in the following range of temperature : from room temperature to 400 °C. The major effect of the reinforcement is to lower the stability domain of semi-coherent and coherent phases and to accelerate the precipitation kinetics. The influence of the microstructural modifications due to the introduction of the reinforcement on the precipitation kinetics were analysed. In addition ta the well-known effect of the dislocations, this work clearly evidences the particular role of the interfaces
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Lemnifi, Ahmed. "Influence of excimer laser surface melting on microstructure and corrosion behaviour of AA6061-T6 alloy and SiCp/AA6061-T6 composite." Thesis, University of Manchester, 2017. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/influence-of-excimer-laser-surface-melting-on-microstructure-and-corrosion-behaviour-of-aa6061t6-alloy-and-sicpaa6061t6-composite(5b945607-0479-411b-bb08-61e3c96a606e).html.
Full textAbstract:
This thesis presents an investigation of excimer laser surface melting (LSM) on AA6061-T6 alloy and SiCp/AA6061-T6 composite in terms of microstructure and corrosion behaviour. Hardness and wear resistance of the melted layer for both materials were also evaluated and compared with the untreated specimen to understand if the improvement of the corrosion resistance could be achieved without sacrificing the wear resistance. The intermetallic particles within the aluminium matrix are believed to initiate of both galvanic and pitting corrosion for both materials. To effectively dissolve these intermetallic particles, laser fluence from 1 to 8.5 J/cm2 with a number of pulses from 10, 25 to 50 were selected to achieve an optimisation of the LSM condition. It was found that the increase of laser fluence increased the melt depth, but also promoted the formation of defects such as micro-cracks and pores. For AA6061-T6 alloy, under the best laser condition (3 J/cm2 with 50 pulses), the amount of large intermetallic particles (2-10 µm), such as AlFeSi, AlFeMnSi and Mg2Si, were significantly reduced resulting in the formation of a relatively homogeneous and defect-free melt layer with only some small randomly distributed of intermetallic precipitates. For the SiCp/AA6061-T6 composite, under the best laser condition (6 J/cm2 with 25 pulses), decomposition of SiC particles was achieved as well as the dissolution of large AlMgSiCr and AlFeSi intermetallic particles in the melt layer. The melt layer had a relatively complex microstructure consisting of three different regions. MgO was found at the bottom of the melted layer which was discontinuous along the interface between the melted region and bulk material or in some places, at the bottom of the melted layer. The corrosion behaviour of both materials before and after LSM was evaluated using electrochemical measurements and immersion test in deaerated 0.6 M NaCl solution. After LSM the AA6061-T6 with and without SiC showed a better corrosion resistance compared with untreated alloys. The pitting potential of the LSM for both materials was shifted to a more positive value with a significant reduction of the passivation current density. In addition, an intergranular corrosion test based on the standard ASTM G110-92 showed that the LSM had significantly improved the corrosion resistance of both materials due to dissolution of intermetallic particles as well as the removal of the SiC particles in the composite material within the melted regions. In addition, the wear resistance of as-received SiCp/AA6061-T6 composites was found to be much higher than that of the LSM specimen. This is attributed to the decomposition of the majority of the SiCp in the melted region since the contribution to the hardness from the SiC particle in the untreated specimen is much greater that the Si-rich region in the melt layer after LSM.
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Yilmaz, Hamdi Sencer. "Characterization Of Silicon Carbide Particulate Reinforced Squeeze Cast Aluminum 7075 Matrix Composite." Master's thesis, METU, 2004. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/3/12605261/index.pdf.
Full textAbstract:
The aim of this study is to investigate the mechanical behavior and its relation with processing and microstructure of the silicon carbide particulate (SiCp) reinforced aluminum matrix composite. Aluminum 7075 alloy is chosen as matrix alloy, in which zinc is the main alloying element. Four different additions of SiCp were used and the weight fractions were 10%, 15%, 20% and 30%. Composites were processed by with squeeze casting and the applied pressure during casting was 80 MPa. The mould is specially designed to produce both specimens ready for tensile and three point bending tests.
Both as-cast and heat treated aluminum composites were examined and T6 heat treatment was applied. Three point bending tests were performed to reveal the fracture strength of aluminum composites. 10wt% SiCp aluminum composites showed the maximum flexural strength in both as-cast and heat treated composites. The mechanical test results revealed that precipitated phases in heat treated composites, behaved like fine silicon carbide particulates and they acted as barriers to dislocation motion. Maximum flexural strength increased about 40 MPa (10%) in as-cast and 180 MPa (44%) in heat treated composites. Tensile testing was also conducted to verify the results of the three point bending tests.
Hardness tests were done to find the effect of silicon carbide addition and to find the peak hardness in heat treatment. For as-cast specimens hardness values increased from 133 to 188 Vickers hardness (10 kg.) with increase in SiCp content from 0 to 30wt% and for heat treatment specimens hardness values increased from 171 to 221 Vickers hardness (10 kg.). The peak hardness values were obtained at 24 hours precipitation heat treatment. SEM studies were carried out to examine the heat treated composites, to take SEM photographs and to obtain a general elemental analysis. Theoretical volume percentage addition of SiCp was checked with Clemex Image Analyzer program. Distribution of SiCp was determined by mettalographic examination. Second phases that were formed during heat treatment was searched by x-ray analysis.
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Gomes, Márcia Aparecida. "Caracterização mecânica e microestrutural de compósitos de matriz metálica Al/SiCp e Al/Al2O3p obtidos via interação por laminação acumulativa." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-01032016-131333/.
Full textAbstract:
Compósitos de matriz metálica (CMM) reforçados com dois tipos de particulado cerâmico foram produzidos por meio do processo ARB (Accumulative Roll Bonding) a fim de estudar os efeitos destes no que diz respeito às propriedades mecânicas e microestruturais. ARB é um processo de deformação plástica severa aplicada originalmente a uma pilha de lâminas metálicas, a qual é laminada, seccionada em duas metades, as quais são empilhadas e novamente laminadas, e assim por diante, desenvolvido com o propósito de reduzir o tamanho de grão e aumentar a resistência mecânica do produto final. O processo é econômico e capaz de produzir de folhas ultrafinas a placas espessas, sem que haja restrição de quantidade. Confeccionou-se CMM de alumínio reforçados com partículas de carbeto de silício (Al+SiCp) e alumina (e Al+Al2O3p) com granulometria média de 40µm, as quais foram caracterizadas microestruturalmente e ensaiadas em tração até a falha, cuja análise foi conduzida via microscopia eletrônica de varredura. Ambas as amostras obtiveram ganho em sua resistência mecânica, comparadas ao alumínio monolítico (sem adição de partículas de reforço) e alumínio recozido. Foram ensaiados em tração corpos de prova com e sem presença de entalhe, sendo que as peças entalhadas apresentaram comportamento esperado de aumento de resistência mecânica e baixo alongamento e fratura de aspecto frágil. De acordo com análise feita por fratografia houve boa ancoragem e dispersão das partículas de reforço na matriz.Metal matrix composite (CMM) reinforced with two types of ceramic particles have been produced through the process ARB (Accumulative Roll Bonding) in order to study their effect as regards the mechanical and microstructural properties. ARB is a severe plastic deformation process originally applied to a stack of metal sheets, which is laminated, sectioned into two halves, which are stacked and rolled again, and so on, developed with the purpose of reducing the grain size and increase the mechanical strength of the final product. The process is economical and capable of producing ultrafine sheets to thicker plates without much restriction. Were fabricated CMM of the aluminum reinforced with particles of silicon carbide (Al + SiCp) and alumina (and Al + Al2O3p) with an average particle size of 40μm, which are characterized microstructurally and tested in tension until failure, whose analysis was conducted via scanning electron microscopy. Both samples were successful in its mechanical strength compared to the monolithic aluminum (without addition of reinforcing particles) and annealed aluminum. They were tested for tensile specimens with and without the presence of notch, and the carved pieces showed strength-enhancing behavior and low elongation and frail fracture. According to analysis by fractography was good anchoring and reinforcement particles dispersed in the matrix.
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Li, Xianyao. "Wear behaviour and microstructural characterization of worn surfaces and wear debris of a high purity Al and an Al-Si alloy and an Al-Si/SiCp composite sliding against an M2 steel." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0015/NQ45008.pdf.
Full text
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Rohmer, Eric. "Caractérisation et modélisation mécanique de tubes composites sicf/sic." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966267.
Full textAbstract:
Ce travail s'inscrit dans un contexte de développement des réacteurs de quatrième génération. Il concerne plus particulièrement la partie composite du gainage tubulaire de type sandwich envisagé par le CEA pour les réacteurs RNR-NA/Gaz. Le renfort est mis en forme par tressage et l'étude se focalise sur des composites tressés interlocks. Ces structures relativement nouvelles nécessitent une caractérisation mécanique poussée. Deux protocoles expérimentaux ont été développés permettant la réalisation d'essais de traction et de pression interne sur tube. Trois textures différentes ont ainsi été caractérisées. En parallèle un modèle multi-échelle a été mis en place permettant de relier la microstructure aux propriétés mécaniques du tube. Ce modèle est validé dans le domaine élastique sur une des textures caractérisées. Une première approche de l'endommagement de la structure est abordée et une amélioration possible du protocole est proposée.
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Breunig, Thomas M. "Nondestructive evaluation of damage in SiC/Al metal matrix composite using x-ray tomographic microscopy." Diss., Georgia Institute of Technology, 1992. http://hdl.handle.net/1853/19999.
Full text
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Duquesne, Loys. "Caractérisation thermique de structures composites SiCf/SiC tubulaires pour applications nucléaires." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0052/document.
Full textAbstract:
Les recherches portant sur le développement des composites réfractaires de type SiCf/SiC pour application gainage du combustible des réacteurs de géneration IV ont conduit le CEA à s’intéresser aucomportement thermique de ces matériaux. En particulier, la connaissance des propriétés thermiques représente un des points cles dans la conception des composants. Au regard du concept sandwichdont la complexité de structure et la géométrie cylindrique s'éloigne de celle d'éprouvettes planes classiquement utilisées, les méthodes de mesures usuelles ne conviennent pas.Ce travail de thèse s’intéresse à la caractérisation et à la modélisation du comportement thermiquede ces structures. Une première partie du travail concerne l'identification des paramètres thermiquesglobaux des différentes couches constitutives d'une gaine sandwich . Pour cela, une méthodeash est employée et un banc d’expériences adapte aux géométries tubulaires a pu être développe.L’écriture d'un nouveau modèle d'estimation, fonde sur le couplage des signaux recueillis à la fois enface avant et en face arrière, permet aujourd'hui d’accéder par la mesure a la diffusivité thermiquedes composites tubulaires via la thermographie infrarouge. Dans une seconde partie de la thèse,une démarche matériau virtuel a été mise en place pour décrire le comportement thermique d'unegaine sandwich à partir des propriétés des constituants élémentaires (bres et matrice). Cespropriétés, obtenues avec deux méthodes d'estimation différentes permettant d'exploiter les mesuresde deux expériences distinctes basées sur la thermographie infrarouge, sont utilisées comme donnéespour la modélisation du transfert thermique au sein de ces gaines. Les confrontations réalisées entrecampagnes de mesures et expériences numériques permettent normalement d’appréhender le poids desdifférents facteurs d'influence qui régissent les transferts thermiquesResearches on the development on SiCf/SiC refractory composites for generation IV nuclear fuel cladding led the CEA to focus on the thermal behavior of these materials. In particular, knowingthe thermal properties is essential for their components design. Regarding the development of the sandwich" concept, whose complexity and geometry differ from the conventionally used at tubes,usual measurement methods are unsuitable.This PhD reports on the characterization and modeling of the thermal behavior of these structures. The first part concerns the identification of the global thermal parameters of the diferent layers of a"sandwich" sheath. To do so, a ash method is used and an experimental bench suitable for tubular geometries was developed. A new estimation method based on the combination of both collectedsignals in front and rear faces allows the identification of the thermal diffusivity of tubular composites using infrared thermography. The second part focuses on a virtual material approach, established todescribe the thermal behavior of a "sandwich" cladding, starting from the properties of the elementary components (bers and matrix). These properties, obtained using two different estimation methods,allows exploiting the measurements of two separate experiments based on infrared thermography.They are then used as data for the heat transfer modeling in these ducts. Confrontations betweenexperimental measurements and numerical results finally allow gaining insight into the in uence ofthe different key parameters governing the heat transfer
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Florian, Marcio. "Obtention de composites SiCf/SiC à partir de composites Cf/C et caractérisation de leurs propriétés." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13527.
Full textAbstract:
Les composites SiCf/SiC formés par une matrice de carbure du silicium (SiC) renforcée avec des fibres de SiC, sont des matériaux intéressants dans le secteur aérospatial et pour les applications dans hautes températures, car ils présentent une excellente résistance au choc thermique, une fiable densité, une grande dureté spécifique, une bonne résistance à l'usure et à l'impact, et une relative inertie chimique, y compris dans des environnements oxydants. Dans ce travail, un composite SiCf/SiC a été obtenu par la méthode de réaction chimique avec une phase vapeur à partir d'un composite carbone/carbone (C/C). La conversion du composite C/C s'est produite par la réaction à haute température du carbone précurseur avec du SiO gazeux, produit par la réaction entre les composants de deux types de mélange : le premier, contenant 60%SiC + 10% AI2O3 et l'autre, contenant 50% SiO2 + 50% Si (% masse), portés à des températures entre 1400 et 1800 °C. Dans ces conditions, autant la matrice que les fibres de carbone sont converties dans SiC. Les composites obtenus ont présenté les mêmes microstructure et morphologie que le composite C/C précurseur. Deux types de composite ont été étudiés : un "non dense" et l'autre "dense", avec une plus quantité de matrice. Le composite SiCf/SiC dense a présenté une porosité de 40 %, une résistance à la flexion approximativement de 45. 7 MPa et une perte de masse de 3% lors d'un essai de torche à plasma à la température de 1450°C pendant 100 secondes. La valeur de la diffusivité thermique dans la direction longitudinale est de 2 fois supérieur à celle de la direction transversale pour le composite non dense, à cause de la disposition des fibres dans la structure. Dans la direction transversale, l'augmentation de la valeur de diffusivité thermique est proportionnelle à l'augmentation de la quantité de matrice pour le composite dense. La valeur de la diffusivité thermique dans la direction longitudinale n'a pas varié significativement du composite non dense au dense, prouvant que le transfert de la chaleur se produit essentiellement par les fibres de SiC.
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Rospars, Claude. "Modèlisation du comportement thermomécanique de composites à matrice céramique : étude d'un composite sic-sic 2d en fluage." Caen, 1997. http://www.theses.fr/1997CAEN2061.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude d'un modèle de comportement thermomécanique permettant de décrire l'évolution jusqu'a la rupture d'un composite a matrice céramique soumis a un chargement mécanique complexe. Une démarche multi-echelle (micro-macro) qui permet de caractériser le comportement thermomécanique et d'identifier les mécanismes de déformation en fluage, à partir d'essais simples, est proposée. Des essais de fluage en traction, effectues sur un composite a matrice céramique sic-sic a 1100c sous atmosphère neutre, ont fourni les évolutions des grandeurs mécaniques macroscopiques. A cette température, ce composite pressente un comportement elasto-viscoplastique endommageable. Par ailleurs, ces essais ont montre que l'évolution de l'endommagement au cours du fluage est entièrement pilotée par les déformations viscoplastiques. Des observations microscopiques du composite teste ont ensuite permis de décrire la propagation de l'endommagement (sous forme de microfissuration matricielle, de décohésions d'interface fibre/matrice et de ruptures de fibres), puis son évolution au cours du fluage sous l'effet de mécanismes visqueux (fluage des fibres et glissements a l'interface fibre/matrice). Un premier modèle de comportement viscoplastique classique traduisant ces aspects a été propose. Il s'agit pour cette première approche d'un modèle isotrope. L'identification du modèle a été réalise a partir des essais de fluage précédemment effectues. Ce modèle permet de retracer correctement les essais et confirme ainsi la validité de la démarche.
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Jaglin, David. "Densification of SiCâ†f/SiC composites via microwave enhanced chemical vapour infiltration." Thesis, University of Nottingham, 2002. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.395494.
Full text
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Carrere, Philippe. "Comportement thermomécanique d'un composite de type SiC/SiC." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10703.
Full textAbstract:
Dans les composites sic/pyc/sic, initialement developpes pour des applications structurales a hautes temperatures, l'interface de pyrocarbone est sensible a l'oxydation. L'addition de bore dans la matrice favorise la formation d'un verre qui permet la cicatrisation des fissures. Le comportement thermomecanique de ce materiau sic/sibc a donc ete etudie a des temperatures comprises entre 700c et 1200c, sous atmosphere inerte ou oxydante en traction uniaxiale, en fatigue statique ou cyclique. Ce travail a permis de determiner la contribution des contraintes residuelles sur la fissuration matricielle, l'influence de l'etat d'endommagement initial de la matrice sur la vitesse de fluage et enfin les mecanismes de comportement et de rupture a chaud sous air qui dependent de la vitesse de mise en place de la protection vitreuse et de son etancheite
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ABBE, FRANCOIS. "Fluage en flexion d'un composite sic-sic 2d." Caen, 1990. http://www.theses.fr/1990CAEN2029.
Full textAbstract:
Un composite bidirectionnel a matrice de carbure de silicium renforcee par des fibres longues de carbure de silicium a fait l'objet d'une etude de comportement et resistance en fluage dans le domaine de temperature 1273 k-1773 k par des essais en flexion 3 points sous vide. Un marquage lithographique de la surface d'eprouvette, supportant des hautes temperatures, a permis de developper une methodologie de deconvolution de l'essai de flexion donnant acces aux lois de comportement en traction et en compression dans le domaine stationnaire. Une modelisation du stade transitoire a ete effectuee conduisant a la validation de l'approche menee. La description de l'evolution de l'endommagement au cours du fluage semble pouvoir etre decrite par les concepts de la mecanique des milieux continus endommages. Le lien avec l'approche precedente consiste a introduire la valeur non nulle de la zone endommagee au stade stationnaire obtenue lors de l'utilisation de la methode de deconvolution. Le seuil de contrainte, a partir duquel cette zone endommagee apparait, est directement correle aux mesures par micro-indentation du cisaillement interfacial fibre/matrice que nous avons effectuees. Les valeurs des parametres morphologiques fondamentaux necessaires aux differentes approches ont ete obtenues a l'aide des techniques d'analyse d'images. La microscopie electronique a trans-mission nous a apporte les complements d'informations dont nous avions besoin pour justifier l'interpretation du comportement mecanique observe experimentalement. Le role fondamental de l'interface et des proprietes thermomecaniques de la fibre dans un environnement particulier (vide) ont ete clairement mis en evidence
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Jacques, Elodie. "Assemblage de composites SiCf/SiC de fine épaisseur : recherche d’une composition de joint et d’un procédé associé." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14620/document.
Full textAbstract:
Les composites à matrice céramique (CMC) SiCf/SiC sont des matériaux envisagés pour le gainage du combustible des futurs réacteurs à neutrons rapides. Une des problématiques de mise en oeuvre concerne leur assemblage et notamment la fermeture de ces gaines contenant le combustible. A l'heure actuelle, aucune composition de joint d'assemblage suffisamment réfractaire n'est mentionnée dans la littérature. Les objectifs de cette étude sont : (1) la recherche d'un matériau d'assemblage et du procédé associé répondant aux contraintes de mise en oeuvre et de fonctionnement, (2) la validation d'un procédé "nucléarisable" de chauffage localisé et rapide afin de ne pas dégrader le composite lors de l'assemblage et (3) la définition de tests mécaniques pour caractériser ces assemblages. Après une étude bibliographique approfondie des systèmes d'assemblage potentiels et la sélection d'une composition à travers des travaux expérimentaux exploratoires par frittage flash, la solution proposée est de réaliser un brasage à partir d'une composition mixte de disiliciure métallique (MSi2) et de carbure de silicium (SiC). Le choix du brasage a nécessité une étude de mouillabilité et de cinétique d'étalement de la brasure en prenant en compte les aspects réactifs de celle-ci sur le carbure de silicium. Différents procédés de chauffage localisé de la brasure tels que le laser CO2, les micro-ondes ou le chauffage inductif haute fréquence ont été testés. La faisabilité de différents procédés d'élaboration du joint a été montrée, notamment par dépôt physique en phase vapeur (PVD), par projection plasma et par enduction de suspensions de poudres. Un essai de flexion 4-points a également été défini afin d'évaluer la résistance mécanique des assemblageThe present work is part of the Fourth Generation Fast Reactors program. One of the key issues is the joining of the SiCf/SiC ceramic matrix composites (CMC) to seal the combustible cladding. At the present time, no chemical composition as a joint is refractive enough to face the expected operating temperatures. The aimes of this study are the following : (1) the identification of a joining composition and its associated elaboration process answering the specifications, (2) the validation of a local and fast heating process and (3) the definition of mechanical tests to caracterise these joinings. We describe the methodology and the results for joining SiC and SiCf/SiC substrates at solid and liquid state using metallic silicides. Joint integrity and joint strength can be improved by adding small SiC particles to the silicides powders. Chemical reactivity, wettability tests and thermo-mechanical properties analysis have been carried out on the joints. Cross sections of the assembly were prepared to study the joint/substrate chemical bonding, the cracking and the crack deflection in the vicinity of the interface. Also, one of the challenge consists in using a local heating at a high temperature (around 1800°C) for a short time to avoid the degradation of the composite structure. The assemblies have been then performed in an inductive furnace but in order to prepare the joining technology, trials of local heating have also been investigated with a CO2 laser beam and a microwave generator. Finally, descriptions of the 4-points bending mechanical test used and the associated results are presented
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Russell, Laura M. "Thermal conductivity/diffusivity of SiC-Mullite and SiC-SiC composites." Thesis, Virginia Tech, 1987. http://hdl.handle.net/10919/40981.
Full textAbstract:
The purposes of this study were to determine as a function of temperature the thermal diffusivity and/or thermal conductivity of SiC-Mullite and SiC-SiC, and to explain the observed behavior in terms of changes in temperature, microstructure, composition, and/or orientation.
Materials used in the SiC-Mullite study consisted of single crystal SiC whiskers (prepared from rice hulls or by the vapor-liquid-solid process) dispersed within a polycrystalline mullite matrix. During measurement of thermal diffusivity, the samples were heated to l500°C and cooled back to room temperature. No hysteresis occurred. However, both thermal diffusivity and conductivity exhibited maximum values at room temperatures, perpendicular to the hot pressing direction, at high volume percentages of SiC whiskers, and when VLS whiskers were employed.
The SiC-SiC samples consisted of a crossweave of polycrystalline SiC uÌ bers that were coated with phenolic resin and surrounded by a chemically-vapordeposited matrix of SiC. The two types of samples examined were prepared with different amounts of resin. The matrices of the high resin samples were found to be dominated by the presence of char. Samples were cycled to 1000, 1400, and l800°C; hysteresis occurred on some of the cycles. Thermal diffusivity was highest parallel to one set of fibers.
These results allow the qualitative tailoring of the heat flow properties of these ceramic composites, for particular applications, and set forth limitations on the use of the SiC-SiC composites at high temperatures.
Master of Science
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Bouzat, Fabien. "Elaboration des composites SiC/ZrC par synthèse organométallique et par différentes voies de pyrolyse." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0130/document.
Full textAbstract:
Dans le domaine des matériaux de structure destinés à des applications thermomécaniques sous conditions extrêmes, les carbures métalliques et, plus particulièrement, ceux de la famille de métaux de transition (i.e. titane, zirconium, hafnium) sont de bons candidats étant donné la nature à la fois métallique et covalente de leurs liaisons. De plus, parmi les céramiques non-oxydes, le carbure de silicium est le plus employé dans la réalisation de composites particulaires du fait de son bon comportement à l’oxydation à haute température. Les composites de type SiC/ZrC seraient de bons candidats pour des applications à haute température dans des atmosphères oxydantes car ils sont susceptibles de développer des propriétés thermostructurales intéressantes. Cependant, l’élaboration de composites particulaires, avec un bon contrôle de la distribution respective des deux phases carbures au sein de la microstructure, n’est pas parfaitement maîtrisée. En particulier, l’amélioration ou l’optimisation des performances thermomécaniques de ces céramiques avancées, exige le contrôle de leur composition chimique à l’échelle atomique et de leur nanostructuration. L’approche « Precursor Derived Ceramics » (PDCs) permet notamment de moduler la composition du matériau à l’échelle moléculaire et d’obtenir des matériaux de formes diverses et complexes (nanomatériaux, fibres, dépôts, composites). Cette méthode, appliquée au système Si/C/Zr, est basée sur la synthèse de polymères précéramiques par chimie click et hydrosilylation. Des poudres ultrafines obtenues après le traitement thermique par spray pyrolyse laser des précurseurs pourront suivre des étapes ultimes de mise en forme, de consolidation et de densificationIn the field of structural materials for thermomechanical applications under extreme conditions, metal carbides, and more specifically, those of the transition metal family (i.e. titanium, zirconium, hafnium) are good candidates thanks to the nature of the both metallic and covalent bonds. Further, among the non-oxide ceramics, silicon carbide is the most used in the elaboration of particulate composites because of its good oxidation behavior at high temperature. SiC/ZrC composites would be good candidates for high temperature applications in oxidizing atmospheres thanks to their ability to develop interesting thermostructural properties. However, the development of particulate composites, with good control of the respective distribution of the two carbides phases in the microstructure is not well controlled. Particularly, improving or optimizing the thermomechanical performances of these advanced ceramics, requires to control the chemical composition at the atomic scale and their nanostructuration. The "Precursor Derived Ceramics" approach (PDCs) notably allows to modulate the composition of the material at the molecular level and to obtain materials of various and complex shapes (nanomaterials, fibers, deposits, composites). This method, applied to the Si/C/Zr system is based on the synthesis ofpreceramic polymers by click chemistry and hydrosilylation. Ultrafine powders obtained after laser spray pyrolysis heat treatment could be shaped, consolidated and densified
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Vine, Wendy Jane. "Electron microscopy of SiC and SiC related composites." Thesis, University of Bristol, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.333867.
Full text
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Benabou, Lahouari. "Étude analytique et numérique de l'endommagement interfacial de composites Al/SiCp." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-207.pdf.
Full textAbstract:
La tenue mécanique des composites est conditionnée, pour une part significative, par la qualité des interfaces. Les jonctions entre constituants peuvent sous certaines sollicitations voir leurs propriétés se dégrader et ne plus assurer, par conséquent, leur rôle de liant. Nous proposons dans notre étude différentes modélisations de l'endommagement interfacial et différents moyens de prédire la réponse macroscopique de composites particulaires de type Al/SiCp. D'abord, nous introduisons dans le modèle macromécanique de Mori-Tanaka une approche statistique de type Weibull afin de reproduire la rupture des interfaces. La nature anisotrope de cet endommagement est prise en compte par l'utilisation du concepte de "renfort anisotrope équivalent" permettant de simuler la dégradation des propriétés interfaciales selon la direction de décohésion. En utilisant cette même approche de Weibull, des simulations similaires sont réalisées dans le contexte de la méthode des éléments finis. Puis, une interface spécifique, modélisée comme un milieu élastique d'épaisseur évanescente, est introduite dans le code éléments finis Ansys. Ses propriétés évoluent au cours du chargement selon une loi d'endommagement inspirée du cadre de la thermodynamique. Un autre critère de type Coulomb, consistant à casser les éléments interfaciaux chargés au delà d'une résistance critique donnée, est aussi implantée dans le code éléments finis. Enfin, des outils de la mécanique de la rupture sont appliqués pour traiter le problème de décohésion interfaciale sous l'angle de la fissuration. La méthode établie permet d'estimer le taux de restitution d'énergie d'une fissure curviligne présente dans l'interface imparfaite. L'influence de différents paramètres microstructuraux est analysée et permet de mieux comprendre l'initiation et la croissance des fissures interfaciales.
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Gordon, Neal A. "Material Health Monitoring of SIC/SIC Laminated Ceramic Matrix Composites With Acoustic Emission And Electrical Resistance." University of Akron / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1414835900.
Full text
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Singh, Sherjang. "SiC-C Composite Microelectrode for Biomedical Applications." University of Cincinnati / OhioLINK, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1170556512.
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Vix-Guterl, Cathie. "Comportement en atmosphère oxydante de composites thermostructuraux SiC/C/SiC." Mulhouse, 1991. http://www.theses.fr/1991MULH0198.
Full textAbstract:
Les matériaux composites connaissent un essor considérable lié au développement des industries automobiles, aéronautiques et aérospatiales. Les composites carbure de silicium-carbone-carbure de silicium (SiC/C/SiC) sont constitués de fibres de carbure de silicium, d'une interphase carbonée d'épaisseur 0,12 m et d'une matrice céramique de carbure de silicium. L'interphase carbonée joue un rôle prépondérant puisqu'elle rend le matériau plus tenace. Les composites SiC/C/SiC s'oxydent lorsqu'ils sont utilisés à haute température et l'oxydation de ces matériaux conduit à une détérioration de ses propriétés mécaniques. Il est alors apparu nécessaire de clarifier le comportement à l'oxydation du composite SiC/C/SiC et d'identifier les mécanismes d'oxydation ayant lieu à l'interphase. Le composite et les matériaux qui le constituent ont été oxydés à 900°C et 1200°C sous 10 mbar d'oxygène pur. Les gaz issus des réactions d'oxydation ont été quantitativement analysés par spectrométrie de masse. L'oxydation des fibres de carbure de silicium et de la matrice de carbure de silicium conduit à la formation d'une couche de silice en surface des matériaux. Le comportement à l'oxydation du composite à 900°C est influencé par la géométrie de l'éprouvette liée à la longueur du pore crée par la gazéification de l'interphase carbonée. Par contre, le composite s'auto-protège lors de son oxydation à 1200°C. En effet, les pores crées par la gazéification de l'interphase carbonée sont obstrués par la silice formée par oxydation des fibres et de la matrice. Cette auto-protection intervient avant la gazéification totale de l'interphase carbonée
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Miraj, Nikhil. "Low modulus, oxidation-resistant interface coatings for SiC/SiC composites." Thesis, This resource online, 1996. http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-11182008-063336/.
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Puyo-Pain, Matthieu. "Comportement mécanique d'assemblages de composites 2D SiCf/SiC brasés par un joint à base-silicium : mesures de champs par corrélation d'images numériques en conditions extrêmes." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12905.
Full textAbstract:
L'assemblage de CMC est une solution adaptée pour élaborer des structures complexes dans le domaine aéronautique. Pour les matériaux céramiques, des joints à base silicium (BraSiC) sont requis. Afin d'établir des lois de comportement des assemblages, les propriétés mécaniques du joint sont nécessaires. Leur détermination pose des difficultés car ces matériaux ne sont disponibles que sous de faibles volumes, et possèdent une rigidité élevée. Il est montré que la technique de corrélation d'images permet de déterminer les champs cinématiques dans les conditions extrêmes rencontrées dans les joints céramiques. Les constantes élastiques du joint sont identifiées par comparaison des mesures et des calculs par éléments finis. La rupture du joint est analysée par une approche probabiliste, et un modèle de propagation des fissures est proposé. Les propriétés du BraSiC permettent d'interpréter la ruine de structures CMC-BraSiC-CMC et de proposer des scenarii d'endommagement.
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Sandhu, Suki. "Process-microstructure studies in TiAl/SiCâ†f composites." Thesis, University of Surrey, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.267847.
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Lebon, Béachlé. "Etude et modélisation de l'endommagement dans des composites tissés SiC/SiC." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066145.
Full textAbstract:
Cette étude décrit l'endommagement des composites tisses sic/sic et propose une modélisation de ce phénomène. L'approche micro-macro adoptée s'appuie sur un apport expérimental et un apport numérique. L'apport expérimental est constitue d'observations in situ des modes d'endommagement au cours de plusieurs essais de traction uni axiale a température ambiante. Le mode de dégradation prépondérant observe étant la fissuration matricielle, on définit une variable d'endommagement liée à la densité de fissures. Les courbes de densité expérimentales en fonction de la charge sont enregistrées. L'apport numérique permet de calculer le comportement homogène équivalent du matériau sain puis endommage a l'aide d'outils numériques (une méthode d'homogénéisation et une approche pseudo tridimensionnelle). On obtient la loi de chute des modules de rigidité en fonction de la variable d'endommagement. Puis on se place dans le cadre de la thermodynamique des milieux continus pour obtenir la loi d'évolution de la variable d'endommagement en utilisant les apports expérimentaux et numériques. Le comportement global obtenu est du type élastique endommageable a seuil variable. Une série de comparaisons entre des essais hors axes et des simulations numériques permet de valider l'approche adoptée
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SUH, Min-Soo. "Wear Mechanisms on SiC and SiC/SiC Composites under Sliding Friction and Erosive Wear." Kyoto University, 2010. http://hdl.handle.net/2433/126768.
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Bergerat, Jean-Michel. "Etude du comportement à la rupture de composites ALO/ALO.AlO/SiC et SiC/SiC." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376118559.
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Tesha, Joseph Valerian. "Processing of SiC/titanium metal matrix composites." Thesis, Cranfield University, 1993. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.358232.
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Caccia, Mario. "Synthesis and Processing of SiC-based Composite Materials by Reactive Infiltration." Doctoral thesis, Universidad de Alicante, 2016. http://hdl.handle.net/10045/72732.
Full text
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MAKUNTUALA, KEVA. "Desenvolvimento de compositos refratarios SiC-AlN e SiC-SiAlON." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2000. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/9274.
Full textAbstract:
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Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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VEIGA, SONIA M. B. da. "Obtencao e caracterizacao do composito Alsub2Osub3-SiC-ZrOsub2." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 1996. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10469.
Full textAbstract:
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Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Berdoyes, Inès. "Interactions entre le silicium liquide et le carbure de silicium, application au composite SiC/SiC." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0113/document.
Full textAbstract:
Dans un contexte de développement du trafic aérien, et en vue de répondre aux nouvelles normes environnementales, il est désormais impératif de diminuer la consommation de carburant et les émissions de gaz des moteurs, ainsi que d’en améliorer le rendement. Pour ce faire, la conception des dispositifs, mais aussi leur fabrication et les matériaux employés sont repensés.Plus légers, inertes chimiquement et capables de conserver leurs propriétés mécaniques même à haute température, les matériaux composites à matrice céramique SiC/SiC sont des matériaux prometteurs pour remplacer certaines pièces métalliques des moteurs aéronautiques et atteindre cet objectif. Une des voies prometteuses d’élaboration de ces composites est l’imprégnation de silicium liquide (Melt Infiltration, dite MI) dans une préforme de fibres de carbure de silicium, revêtues de SiC (SiCCVI), préalablement imprégnée de poudre de SiC (SiCp).Le silicium doit remplir les pores de la préforme sans dégrader ses constituants. Néanmoins, des interactions locales entre le silicium liquide (SiL) et le revêtement en carbure de silicium (SiCCVI) des fibres de SiC ont été mises en évidence. Elles se traduisent par une dégradation du revêtement pouvant aller jusqu’à la destruction des fibres. Le premier objectif de cette thèse est donc de comprendre ces interactions SiL- SiCCVI et d’identifier les principaux facteurs. Par la suite, la modulation des interactions SiL- SiCCVI peut être envisagée par l’ajout de poudre de SiCp ainsi que par l’utilisation de l’alliage Si-B. L’objectif de ce second volet de la thèse sera de comprendre comment la (les) poudre(s) et l’alliage Si-B influent sur les interactions (paramètres et mécanismes)Increase of the air traffic and recent environmental standards require the reduction of the energy consumption and gas emission of the new aircraft engines. For this purpose, new materials have been developed.Lighter, chemically inert and suitable for high temperature applications, the Ceramic Matrix Composites SiC/SiC are promising materials for replacing some of the metallic turbine engine pieces and improving energy efficiency.From now on, CMC matrix was mainly elaborated by Ceramic Chemical Vapor Infiltration (CVI). However, this process is slow and costly, and the residual porosity is high. Then, the infiltration of liquid silicon (Melt Infiltration) in a SiC fibrous preform, coated with SiC (SiCCVI), and densified by SiC powders (SiCp) is an alternative route to full CVI.Even if liquid silicon (SiL) should fill the pores of the preform without reacting with SiC, local interactions have been noticed between the liquid silicon and the Sic deposit, which is deleterious to the final material mechanical properties. Therefore, this thesis aims at understanding the interactions SiL- SiCCVI and identifying the main parameters. This requires beforehand to characterize deeply and precisely the microstructure of the SiCCVI. Thereafter, research will focus on the control of the SiL- SiCCVI interactions
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Abchiche, Bruno. "Augmentation de la limite élastique des composites à matrice céramique : SiC/SiC ou SiC/MAC." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14903/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites connaissent un large succès. En effet les Composites à Matrice Céramique (CMC) fonctionnant à haute température ont des performances inégalées en termes de fatigue thermomécanique. La durée de vie des CMC est pourtant limitée en raison de l'apparition précoce de fissures matricielles, ouvrant autant de portes à des environnements agressifs, entraînant un abattement prématuré des propriétés mécaniques. Arriver à retarder la fissuration matricielle devient donc une étape clé pour une future importante utilisation des CMC dans l'aéronautique ou l'aérospatial. Les travaux de cette thèse se sont inscrits dans cette logique, où pour protéger les fibres et l'interphase de l'oxydation et de la corrosion, les propriétés de la matrice céramique ont tenté d'être modifiées par l'incorporation de nanofibres en leur sein et par l'émoussement de leurs macropores résiduelsAbstract
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Pasquier, Sophie. "Comportement thermomécanique d'un composite de type SiC/SiC à interphase séquencée : effet de l'environnement." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10681.
Full textAbstract:
Cette these porte sur un nouveau concept d'interphase : les interphases sequencees constituees par l'alternance, a l'echelle de quelques dizaines de nanometres, de couches minces de materiaux aux proprietes physiques et mecaniques differentes, (materiaux rigides et souples). Le materiau de cette etude est un composite 2d a fibre et matrice carbure de silicium (sic) realise par infiltration chimique en phase vapeur (cvi), et contenant une interphase sequencee de carbone et de sic (pyc/sic)#n. L'adjonction de couches rigides de sic au sein des couches souples de carbone n'altere ni la tenacite, ni les proprietes mecaniques du materiau teste en traction unidirectionnelle a temperature ambiante. Au contraire, le sequencage constitue un obstacle efficace a la propagation des fissures aux interfaces et loin de la fibre. Lorsque ce composite est sollicite en traction a haute temperature (entre 700c et 1200c) et en atmosphere oxydant (air), ses proprietes se degradent car les couches de pyc au sein de l'interphase s'oxydent rapidement. L'evolution physico-chimique et morphologique de l'interphase lors du vieillissement du composite sous charge (60-140 mpa) en atmosphere oxydante est analysee. La duree de vie du composite a interphase multicouche est amelioree de facon significative par rapport a un composite a interphase simple de pyc.
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Vadali, Venkata Satya Siva Srikanth. "Deposition and characterization of nanocrystalline diamond/[beta]-SiC [diamond beta SiC] composite film system." Aachen Shaker, 2008. http://d-nb.info/990485188/04.
Full text
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Grateau, Luc. "Étude du comportement mécanique de composites monofilamentaires SiC/SiC : rôle de l'interface." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112479.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à la réalisation et à l'étude du comportement mécanique de matériaux céramiques composites élémentaire. Chaque composite est constitué d'une fibre Nicalon à base de carbure de silicium revêtue de carbure de silicium ß par dépôt chimique en phase vapeur basse pression (L. P. C. V. D. ). L'influence d'un traitement de surface préalable de la fibre (dépôt mince de carbone pyrolytigue) a également été étudiée. Une machine de traction adaptée à ces matériaux a été développée ainsi qu'une méthodologie pour caractériser leur comportement mécanique (courbe effort-déformation transfert de charge, friction fibre/matrice module d'Young et endommagement). Les composites SiC/0/SiC élaborés sans interphase de carbone présentent une rupture fragile: une fissure matricielle unique traverse la fibre. Les composites SiC/C/SiC ayant subi un traitement de surface ont un comportement mécanique nonlinéaire analogue à celui des matériaux composites unidirectionnels: multifissuration matricielle transverse avec bifurcation des fissures à l'interface fibre/matrice. Sur ce dernier système la contrainte moyenne de friction à l'interface a été déterminée à partir du travail d'extraction. Il a été constaté que dans certains cas la contrainte de friction mesurée est fonction du taux volumique de matrice ce qui s'interprète par un effet de frettage dû aux contraintes résiduelles d'origine thermique. Un phénomène de stick-slip a pu être mis en évidence au cours de l'extraction de certaines fibres. L'approche développée permet de caractériser le comportement dynamique de ces matériaux et pourrait être appliquée, par exemple à la comparaison de différents traitements de surfaceThe aim of this research was to study the mechanical behaviour of elementary ceramic composite materiels. Each composite is constituted of a SiC based Nicalon fibre coated with a ß-SiC "matrix" obtained by low-pressure chemical vapour deposition. The influence of a prior surface treatment of the fibres (deposition of a thin film of pyrolitic carbon) has also been investigated. A tension test has been developed for these systems to determine their mechanical characteristics stress-strain curves, load transfer, friction, modulus, damage assement. The SiC/ /SiC composites, which hace no carbon interphase, exhibit a brittle behaviour: a single crack initiates in the matrix and propagates through the fibre. The SiC/C/SiC composites which contains a carbon interphase exhibit a non-linear mechanical behaviour as in the case of unidirectional ceramic composites multiple fracture occurs in the matrix with deviation of cracks at the matrix/fibre interface. For these composites, the average friction stress at the interface could be determine from the measured extraction work. It could be shown, in some cases, that the friction stress is a fonction of the matrix volume fraction, indicating a fretting effect resulting from thermal residual stress. In several cases, "stick-slip" phenoma during the extraction of the fibre could be recorded. The approach developed in this work permits permits to characterize the dynamic behavior of these elementary composites and could be applied for example to test the effect of different surface treatments
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Aubard, Xavier. "Modélisation et identification du comportement mécanique des matériaux composites 2D SiC-SiC." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066393.
Full textAbstract:
La finalite de l'etude est de modeliser et d'identifier le comportement mecanique, a temperature ambiante, de deux materiaux ceramique-ceramique, a structure tissee, obtenus par c. V. I. Differents modeles de comportement mecanique sont proposes, les plus simples sont isotropes et le plus fin est un meso-modele. Tous ces modeles ont pour base la theorie generale de l'endommagement developpee par p. Ladeveze. Ils ont ete construits a partir de l'exploitation d'essais mecaniques realises avec une methodologie particuliere qui comprend notamment des suivis visuels et acoustiques in situ sur des essais de traction hors-axes. Ces essais ont permis de mettre en evidence une isotropie de comportement avant endommagement et d'identifier trois phases successives d'endommagement. Les domaines de validite des differents modeles ont ete precises a partir d'essais de pression interne et de torsion sur des eprouvettes tubulaires. La gamme de sollicitations choisies pour ces essais sur tubes a aussi permis de valider l'essai iosipescu pour l'obtention du module de cisaillement et de mettre en evidence que l'endommagement de cisaillement est fortement lie aux endommagements dans les directions des fibres
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Pandey, Vinayak. "Quasi-Static and Creep Behavior of Enhanced SIC/SIC Ceramic Matrix Composites." Thesis, Virginia Tech, 2000. http://hdl.handle.net/10919/33959.
Full textAbstract:
Continuous Fiber Reinforced Ceramic Composites (CFCC's) are being currently investigated as potential materials for high temperature applications such as combustor liners in stationary gas turbines. The creep behavior of woven Enhanced SiC/SiC composites was studied at temperatures from 600 to 1200 °C and at 140 to 220 MPa stress levels. Most researchers studying the creep behavior of ceramic matrix composites (CMCs) use the time hardening model and rate equations for expressing the dependence of creep strain on time, temperature and stress. Such laws, although simple and easy to use, are inadequate to represent the creep behavior over a range of stress levels and temperatures and cannot be used to quantify the pest phenomenon commonly observed in CMCs. Hence, these laws were modified to include the pest phenomenon and an empirical equation was developed that can be used to represent the creep behavior at various stresses and temperatures. The modified equation was used in the finite element analysis and the results were compared with the time and strain hardening models. Microscopic observations on the fractured surfaces revealed the pseudo-ductile behavior of the material at high temperatures. A quasi-static test was conducted at 1200 °C to determine the unloading response of the material. The stress-strain response of the composite demonstrates a hysterisis loop and a small amount of permanent strain, which are characteristic of the CMC's [3]. Finally, a test was
conducted at 1200 oC to investigate the recovery behavior of the material. The material exhibits a tendency to recover the accumulated creep strain as well as the small permanent strain upon unloading, if sufficient time is allowed for recovery.
The creep data were also modeled using the representations such as Monkmon-Grant and Larsen-Miller equations. A modified Monkman-Grant equation was used to model the stratification of the creep strain rate data with temperature. A finite element model based on the plasticity theory was developed to simulate the quasi-static cyclic behavior of the material. Though the loading behavior of CMCs can be modeled using the bilinear or multilinear kinematic hardening plasticity models, the unloading behavior as predicted by the models is entirely different from the experimentally observed behavior. Hence, these models were modified to correctly predict the stress-strain behavior. The model, which was input via a user defined subroutine into the ANSYS finite element program uses the concept of state or internal variables to define the unloading portion of the stress-strain curve. The results were compared with the test data and they show very good agreement. The model was then used to predict the stress-strain response of a plate with a notch. The results from the analysis were compared with the experimental data and they show good agreement if average values of strains are considered.
Master of Science
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Smith, Craig Edward. "Monitoring Damage Accumulation In SiC/SiC Ceramic Matrix Composites Using Electrical Resistance." University of Akron / OhioLINK, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1249917100.
Full text
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Le, Gallet Sophie. "L'interphase de nitrure de bore multicouche dans les composites thermostructuraux SiC/SiC." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12476.
Full textAbstract:
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.
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Yang, Wen. "Development of CVI Process and Property Evaluation of CVI-SiC/SiC Composites." Kyoto University, 2002. http://hdl.handle.net/2433/149642.
Full textAbstract:
Kyoto University (京都大学)0048
新制・課程博士
博士(エネルギー科学)
甲第9683号
エネ博第48号
新制||エネ||14(附属図書館)
UT51-2002-G441
京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー応用科学専攻
(主査)教授 香山 晃, 教授 吉川 潔, 教授 木村 晃彦
学位規則第4条第1項該当
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Grateau, Luc. "Etude du comportement mécanique de composites monofilamentaires SiC/SiC rôle de l'interface /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37605578w.
Full text
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Uribe, Restrepo Catalina. "Process-dependent microstructure and severe plastic deformation in SiCp?? reinforced aluminum metal matrix composites." Master's thesis, University of Central Florida, 2011. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/4712.
Full textAbstract:
Discontinuously reinforced MMCs with optimized microstructure are sought after for exceptional high strain rate behavior. The microstructure evolution of a stir-cast A359 aluminum composite reinforced with 30 vol.% SiCsubscript p] after isothermal anneal, successive hot-rolling, and high strain rate deformation has been investigated. Quantitative microstructural analysis was carried out for the as-cast, annealed (470??C, 538??C and 570??C) and successively hot rolled specimens (64, 75, 88, and 96% rolling reductions). Selected composites were also examined after high strain rate deformation. X-ray diffraction, optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were employed for microstructural characterization. The strength and ductility of the A359 Al alloys, and the composite, were greatly influenced by the brittle eutectic silicon phase and its morphology. Lamellar eutectic silicon spheroidized with isothermal anneal and successive hot rolling with a corresponding decrease in hardness. The hot rolling process also considerably decreased the SiC particle size (approximately 20% after 96% reduction) by breaking-up the hard SiC particles. However, this break-up of particles increased the homogeneity of SiCsubscript p] size distribution. Successive hot rolling also healed voids due to solidification shrinkage, incomplete infiltration of molten Al and defects originating from fractured particles. Four selected specimens of composites were examined after high strain rate deformation. Fractography and metallographic analysis for the craters, voids, and relevant regions affected by the high velocity impact were carried out. The deposition of impact residuals was frequently observed on the exposed fracture surfaces. These residuals were typically observed as "molten-and-solidified" as a consequence of excessive heat generated during and after the damage.; Particularly in regions of entry and exit of impact, intermixing of residuals and composite constituents were observed, demonstrating that the Al matrix of the composite also had melted. In all samples examined, cracks were observed to propagate through the eutectic Si network while a small number of broken reinforcement particles were observed. A slight variation in failure mechanisms was observed (e.g., radial, fragmentation, petalling) corresponding to the variation in ductility against high strain rate deformation. In selected specimens, parallel sub-cracks at the exit were observed at 45?? and 30??. These sub-cracks were again filled with intermixed constituents from projectile residuals and composites. This observation suggests that the melting of composite constituents that leads to intermixing occured after the crack propagation and other damage.ID: 030646232; System requirements: World Wide Web browser and PDF reader.; Mode of access: World Wide Web.; On t.p. "p??" is subscript.; Thesis (M.S.M.S.E.)--University of Central Florida, 2011.; Includes bibliographical references (p. 86-88).
M.S.M.S.E.
Masters
Materials Science Engineering
Engineering and Computer Science
Materials Science and Engineering
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Delcamp, Adrien. "Protection de fibres base SiC pour composites à matrice céramique." Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13729/document.
Full textAbstract:
Les composites à matrice céramique (CMC) sont des matériaux constitués d’une matrice céramique renforcée par des fibres céramiques continues (généralement à base de SiC ou de C). Le travail de thèse présenté, réalisé en collaboration avec Snecma Propulsion solide et l’Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie, a pour objectif d’introduire des matériaux CMC au sein de pièces de moteurs d’avions civils, concurrençant ainsi les alliages métalliques actuellement utilisés. Pour ce faire, les matériaux CMC devront répondre aux exigences propres à l’aéronautique civil, à savoir qu’ils devront présenter une longue durée de vie en atmosphère oxydante dans une gamme de basse température (400-600°C) et avoir un coût compétitif. Dans ce contexte, des matériaux CMC constitués de fibres SiC de première génération, de coût moins élevé, sont étudiés, mais leur inconvénient majeur est leur plus grande sensibilité à l’oxydation. Des matrices auto-cicatrisantes multicouches à base de Si, B, et C ont été développées ces dernières années afin d’assurer une tenue à l’oxydation des fibres, mais elles ne sont pas opérantes dans la gamme de température imposée. Compte tenu d’études précédemment réalisées et des exigences requises pour l’application visée, l’objectif du travail présenté dans ce mémoire est de proposer des solutions pour améliorer la tenue à l’oxydation de renforts fibreux à base de fibres de SiC de première génération, dans la gamme de température 400-600°C, en évitant un surcoût de production trop importantContinuous fiber-reinforced ceramic matrix composites (CFCCs) are an important class of materials for structural applications at elevated temperatures because of their improved flaw tolerance, large fracture resistance, improved toughness by crack deflection and crack bridging mechanism, low density and noncatastrophic mode of failure comparing with metallic materials. Fibers play a critical role in both the processing and performance of CFCCs. SiC-based fibers are considered leading candidate materials in the aerospace application, such as engine turbines. However, the major shortcoming of SiC-based fibers is their oxidative embrittlement and degradation, which is caused by the oxygen ingression from the micro cracks and interstitials in the composites, is the dominant life-limiting phenomenon of non-oxide composites. This study carried out with the financial supply of both Snecma Propulsion Solide and Agence De l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie has for objective to integrate SiC-based as reinforcement in CFCCs for civil aircraft engine application. In order to reach this objective, it is imperative to find a novel approach to diminish the oxygen ingression by developing protective fiber coatings
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Forio, Philippe. "Comportement thermomécanique et durée de vie d'un composite SiC/SiC à matrice séquencée et autocicatrisante." Bordeaux 1, 2000. http://www.theses.fr/2000BOR12171.
Full textAbstract:
Le comportement thermomécanique d'une nouvelle génération de composites SiC/SiC à matrice séquencée et autocicatrisante a été déterminé. Le mécanisme de fluage à 1100°C a été décrit comme un phénomène de fissuration sous critique de la matrice intratoron et le fluage des fibres. L'effet de la déviation des fissures, de la cicatrisation, et des micromécanismes de fissuration sous critique de la matrice intratoron sur la durée de vie à 600°C et 1100°C ont été mis en évidence lors des essais de fatigue. L'étude de la fatigue de fils de fibres Nicalon NLM 207 et de minicomposites à matrice séquencée ont permis d'attribuer la durée de vie des composites SiC/SiC à un phénomène de fissuration lente des fibres, et associé à une dégradation plus ou moins rapide de l'interphase.