Mise au point d’un composite à fibre oxyde et matrice d’aluminosilicate de baryum modifiée

Abstract

L’intérêt de ces travaux est de proposer un nouveau composite BaAl2Si2O8 (BAS) renforcé par des fibres d’alumine ayant des propriétés physiques similaires tout en étant plus réfractaire que les composites SiO2 / SiO2. La forme cristalline hexagonale du BAS est la forme stable à haute température. Cependant, elle est métastable en dessous de 1590 °C et il est donc nécessaire de la stabiliser pour éviter les transformations cristallines. La stabilisation de la forme hexagonale par substitution atomique, notamment par du rubidium à hauteur de 5 % atomique a été la solution retenue. Concernant le composite à matrice BAS, le choix de fibres d’alumine est motivée par la compatibilité physico-chimique BAS / alumine. Diverses voies d’élaboration de la matrice BAS et du composite BAS / alumine ont été explorées. La voie d’élaboration par « reactive spark plasma sintering » (R-SPS) apporte un gain important en termes de réduction du temps d’élaboration et de rendement. Ce gain de temps évite donc l’exposition du BAS aux hautes températures et le risque de transformation de la phase hexagonale en monoclinique. Cependant la mise en forme par SPS de matériaux oxydes, dont le BAS, est confrontée à l’existence de gradients thermiques importants au sein de l’échantillon. C’est pourquoi, la mise en oeuvre d’un moule chauffant est développée comme une alternative au SPS. Ce système, en cours d’évaluation, devrait permettre l’utilisation de cycles thermiques équivalents à ceux du SPS, tout en limitant fortement les gradients thermiques.