CVD/CVI pulsée du pyrocarbone : application aux matériaux composites thermostructuraux

The inherent limitations of isothermal-isobaric IVI (I-CVI) have led to the exploration of new pathways of chemical infiltration in the vapor phase including pulsed IVC (P-CVI). P-CVI consists of cyclically varying a parameter (e.g. pressure) during deposition. The objective of this work was to carry out a comprehensive study of the P-CVI of pyrocarbon (PyC). It was oriented around three main axes: (i) in I-CVI, the optimization of the infiltration quality of model pores was carried out and the microstructure of the deposits related to the concentration of aromatic species of the gas phase, (ii) in P-CVI, the study of the quality of infiltration associated with the microstructural observation of deposits in the pores (MET or polarized light optical microscope) made it possible to show the importance of the residence time of gaseous species in the reactor and to propose an explanatory model to account for the various experimental results, (iii) P-CVI makes it possible to deposit a pyrocarbon with a particular anisotropy, this tested as an interphase in unidirectional composites leads to a significant improvement in the mechanical properties regarding a conventional PyC (rough laminar).Les limites inhérentes à la CVI isotherme-isobare (I-CVI) ont conduit à explorer de nouvelles voies d'infiltration chimique en phase vapeur dont la CVI pulsée (P-CVI). La P-CVI consiste à faire varier cycliquement un paramètre (e.g. la pression) pendant le dépôt. Ce travail avait pour objectif de réaliser une étude exhaustive de la P-CVI du pyrocarbone (PyC). Il s'est orienté autour de trois axes principaux : (i) en I-CVI, l'optimisation de la qualité d'infiltration de pores modèles a été réalisée et la microstructure des dépôts reliée à la concentration en espèces aromatiques de la phase gazeuse, (ii) en P-CVI, l'étude de la qualité de l'infiltration associée à l'observation microstructurale des dépôts dans les pores (MET ou microscope optique en lumière polarisée) a permis de montrer l'importance du temps de séjour des espèces gazeuses dans le réacteur et de proposer un modèle explicatif permettant de rendre compte des différents résultats expérimentaux, (iii) la P-CVI permet de déposer un pyrocarbone présentant une anisotropie particulière, celui-ci testé en tant qu'interphase dans des composites unidirectionnels conduit à une amélioration notable des propriétés mécaniques vis à vis d'un PyC conventionnel (laminaire rugueux)

CVD/CVI pulsée du pyrocarbone : application aux matériaux composites thermostructuraux

The inherent limitations of isothermal-isobaric IVI (I-CVI) have led to the exploration of new pathways of chemical infiltration in the vapor phase including pulsed IVC (P-CVI). P-CVI consists of cyclically varying a parameter (e.g. pressure) during deposition. The objective of this work was to carry out a comprehensive study of the P-CVI of pyrocarbon (PyC). It was oriented around three main axes: (i) in I-CVI, the optimization of the infiltration quality of model pores was carried out and the microstructure of the deposits related to the concentration of aromatic species of the gas phase, (ii) in P-CVI, the study of the quality of infiltration associated with the microstructural observation of deposits in the pores (MET or polarized light optical microscope) made it possible to show the importance of the residence time of gaseous species in the reactor and to propose an explanatory model to account for the various experimental results, (iii) P-CVI makes it possible to deposit a pyrocarbon with a particular anisotropy, this tested as an interphase in unidirectional composites leads to a significant improvement in the mechanical properties regarding a conventional PyC (rough laminar).Les limites inhérentes à la CVI isotherme-isobare (I-CVI) ont conduit à explorer de nouvelles voies d'infiltration chimique en phase vapeur dont la CVI pulsée (P-CVI). La P-CVI consiste à faire varier cycliquement un paramètre (e.g. la pression) pendant le dépôt. Ce travail avait pour objectif de réaliser une étude exhaustive de la P-CVI du pyrocarbone (PyC). Il s'est orienté autour de trois axes principaux : (i) en I-CVI, l'optimisation de la qualité d'infiltration de pores modèles a été réalisée et la microstructure des dépôts reliée à la concentration en espèces aromatiques de la phase gazeuse, (ii) en P-CVI, l'étude de la qualité de l'infiltration associée à l'observation microstructurale des dépôts dans les pores (MET ou microscope optique en lumière polarisée) a permis de montrer l'importance du temps de séjour des espèces gazeuses dans le réacteur et de proposer un modèle explicatif permettant de rendre compte des différents résultats expérimentaux, (iii) la P-CVI permet de déposer un pyrocarbone présentant une anisotropie particulière, celui-ci testé en tant qu'interphase dans des composites unidirectionnels conduit à une amélioration notable des propriétés mécaniques vis à vis d'un PyC conventionnel (laminaire rugueux)