Les composites a matrice ceramique ou CMC sont des materiaux composites faisant partie des ceramiques techniques . Ils sont caracterises par un ensemble de fibres ceramiques incorporees dans une matrice egalement ceramique. Fibres et matrice peuvent en principe etre constituees de toutes les ceramiques connues, en y incluant meme le carbone .

Cet article decrit les composites actuellement disponibles industriellement, les principaux procedes de fabrication, les proprietes essentielles ainsi que quelques exemples de developpements et d'applications fructueuses de ce groupe relativement recent de materiaux.

Introduction [ modifier | modifier le code ]

Dans les developpements et applications des ceramiques composites, on utilise principalement des fibres de carbone (C) et de carbure de silicium (SiC), et parfois des fibres d'oxyde d'aluminium ou alumine (Al ₂ O ₃ ), ou des cristaux mixtes d'alumine et d'oxyde de silicium ou silice (SiO ₂ ) appeles mullite (3Al ₂ O ₃ , 2SiO ₂ ). Les materiaux utilises pour la matrice dans les applications techniques sont actuellement principalement l'alumine, la mullite, le carbone et le carbure de silicium ^{[ 1 ]} .

Le developpement de ces ceramiques a surgi des problemes rencontres dans l'utilisation des ceramiques techniques conventionnelles, comme l' alumine , le carbure de silicium utilise souvent sous forme frittee sous l’abreviation SSiC (de l'anglais Sintered Silicon Carbide ), le nitrure d'aluminium (AlN), le nitrure de silicium (Si ₃ N ₄ ), l’oxyde de zirconium(IV) ou zircone (ZrO ₂ ) : tous ces materiaux se brisent aisement sous des contraintes mecaniques ou thermiques, parce que meme de petites imperfections ou rayures en surface peuvent devenir le point de depart d'une felure. Le materiau n'oppose a la propagation de la felure qu'une faible resistance, comme le verre, contrairement aux metaux plus ductiles . Cela donne un comportement cassant caracteristique, qui complique ou meme empeche beaucoup d'usages. Les travaux qui ont eu pour but de limiter ce comportement par l'inclusion de particules heterogenes, petites fibres monocristallines ou barbes , ou de petites plaques ( platelets ), n'ont ameliore que modestement leur resistance a la fracture, et n’ont eu d'applications pratiques que dans certains outils coupants ceramiques.

Ce n'est qu'avec l'utilisation de longues fibres pour le renfort de la ceramique qu'on a pu ameliorer de facon drastique la resistance a la rupture, ainsi que d'autres proprietes comme la possibilite d'allongement, la resistance a la rupture et au choc thermique , ce qui a ouvert et ouvre encore de nouveaux champs d'application.

D'habitude, on decrit les CMC sous la forme ≪ type de fibre/type de matrice ≫. Ainsi ≪ C/C ≫ decrit du carbone renforce par des fibres de carbone, ≪ C/SiC ≫ du carbure de silicium renforce par des fibres de carbone. Si l'on veut inclure dans l’abreviation le mode de fabrication, on utilise le schema ≪ procede-fibre/matrice ≫. On designera le carbure de silicium renforce par fibres de carbone au moyen du procede d'infiltration de polymere liquide (LPI) par ≪ LPI-C/SiC ≫. Ce type d'abreviation sera utilise ci-dessous.

Les principaux CMC actuellement disponibles industriellement sont C/C, C/SiC, SiC/SiC, AdR/IEn et Al ₂ O ₃ /Al ₂ O ₃ . Ils different des ceramiques techniques conventionnelles principalement par les proprietes suivantes qui seront detaillees ci-apres.

• Allongement avant cassure agrandi jusqu'a 1 %
• significativement meilleure resistance a la cassure
• resistance extreme au choc thermique
• meilleure resistance aux charges dynamiques
• proprietes anisotropes definies par l’orientation des fibres

Remarques sur les fibres ceramiques [ modifier | modifier le code ]

Une fibre, egalement appele monofilament, a un diametre compris entre 6 et 20 micron. Sous le nom de fibre ceramique, dans le contexte des composites, on ne comprend pas seulement, comme pour les ceramiques techniques, des structures de materiaux polycristallins , mais aussi des materiaux avec un arrangement des atomes amorphe . En raison de la haute temperature de fabrication des composites, l'utilisation de fibres non seulement organiques, mais meme en metal ou en verre, est exclue. Seules des fibres ceramiques resistant aux hautes temperatures : alumine cristalline, mullite, carbure de silicium cristallin, zircone, carbone avec les plans graphitiques orientes le long de la fibre, ainsi que carbure de silicium amorphe sont utilises en pratique. Toutes ces fibres ≪ ceramiques ≫ se caracterisent par un allongement a la rupture atteignant jusqu'a 2 %, bien superieur a celui des ceramiques normales (de 0,05 a 0,1  % ). La cause en est que les fibres ceramiques contiennent divers additifs definis par le fabricant (p. ex. de l’oxygene, du titane, de l'aluminium), sans lesquels les fibres de SiC ne pourraient pas atteindre un allongement a la rupture de 2 % et une resistance a la traction de plus de 3 000  M Pa .

Avec ces proprietes, les fibres peuvent aussi etre tissees en structures a deux ou trois dimensions (voir figure). Dans le travail, par exemple le tissage, les fibres doivent presenter de hautes resistances a la traction et resister a de petits rayons de courbure.

Fils et renfort fibreux [ modifier | modifier le code ]

Les fils sont en fait les produits de base que l’on trouve sur le marche. Ce sont eux qui servent a la realisation des materiaux composites.

Ils comportent de 500 monofilaments (pour les fils les plus fins) a 320 000 monofilaments (pour les plus gros cables).

Au sein d’un fil, compte tenu du grand nombre de monofilaments, la dispersion intrinseque des proprietes a rupture des fibres se trouve moyennee. C’est cette valeur qui est affichee par les producteurs.

Compte tenu de leur faible diametre et de leur fort allongement a rupture, les fibres, malgre leur module tres eleve, peuvent etre facilement cintrees. De ce fait il est possible d’utiliser les machines textiles standards pour realiser des renforts fibreux adaptes a la geometrie et aux sollicitations des pieces a realiser.

Tous les procedes de fabrication de renforts textiles utilises dans les composites a matrice organique (de type Carbone-epoxy par exemple) sont egalement utilises pour les CMC : tissage , tressage , nappage, bobinage.

Les pieces qui sont realisees avec des CMC sont des pieces qui travaillent en temperature (de 400 a plus de 3 000  °C ) et qui presentent des champs de temperature heterogenes variant au cours du temps. De ce fait les pieces sont soumises a des champs de contraintes d’origine thermique (champ de dilatation thermique heterogene) createurs de contraintes de traction et de cisaillement dans toutes les directions. Un materiau uniquement constitue d’un empilement de strates de tissus 2D perirait rapidement par delaminage (fissuration de la matrice entre les couches de tissus). C’est pourquoi la plupart des pieces en CMC utilisent des renforts fibreux de type 2,5 ou nD (avec n ≥ 3).

Les techniques de realisation de renforts multidirectionnels les plus employes sont l’aiguilletage, le tissage multicouche, le tressage multicouche et le 4D.

Une structure 4D est realisee en disposant des baguettes (obtenues par pultrusion de fils) selon les directions des 4 diagonales d’un cube.

Les renforts fibreux multidirectionnels sont caracterises par :

• Un taux de fibres global compris entre 20 et 40 %
• Une distribution de la taille des pores avec deux domaines : une porosite intra fil de l’ordre du micron et une porosite inter fils pouvant aller de 50 a 500  μm

Procedes de fabrication [ modifier | modifier le code ]

La fabrication de pieces en ceramique composite suit en regle generale trois etapes :

1. Depot et fixation des fibres sous la forme souhaitee pour la piece
2. Apport de la matrice ceramique entre les fibres
3. Finissage, et si besoin etapes ulterieures, comme l'addition de couches supplementaires

Enfin, et pour tous les types, les premiere et derniere etapes sont a peu pres les memes :

La premiere etape est le depot et la fixation des fibres ( rovings ), semblable a l'etape analogue dans la fabrication des polymeres composites : par exemple, le depot d'un tissu de fibres, l'enroulement, le tressage ou le tricotage des fibres.

La derniere etape est d'habitude l'usage de techniques d'usinage conventionnelles : meulage , alesage , rodage ou fraisage , avec des outils de diamant comme pour toutes les ceramiques. En raison des proprietes speciales des composites, on peut aussi utiliser sans probleme des techniques de decoupage par jet d'eau ou laser .

La deuxieme etape est pratiquee actuellement au moyen de cinq procedes differents pour faire entrer la matrice ceramique entre les fibres :

1. Depot de la ceramique a partir d'un melange gazeux
2. Creation par pyrolyse d'un polymere contenant des atomes de Si et de C.
3. Creation par reaction chimique
4. Creation par frittage a temperature plus basse ( 1 000  a 1 200   °C )
5. Creation par electrophorese de poudre ceramique

Le cinquieme procede n'en est pas encore a l'exploitation industrielle.

Tous les autres connaissent deja des variantes, qui se distinguent par des details techniques, ou par leurs combinaisons. On peut les consulter dans des ouvrages specialises, dans les revues techniques et dans les comptes-rendus de congres. Il ne sera traite dans la suite de l'article que d'une description simplifiee.

Les trois premiers procedes sont pratiquement utilises pour la fabrication des composites non oxydes, le quatrieme pour la fabrication des oxydes.

Tous ces procedes ont un point commun : comme il sera montre par la suite, ils conduisent a une matrice poreuse.

Details des divers procedes [ modifier | modifier le code ]

Depot de la matrice a partir d'un melange de gaz [ modifier | modifier le code ]

Ce procede est derive de celui de depot de couches, dans lequel un certain gaz, ou melange de gaz, depose du materiau sur un substrat chauffe. On le designe par les initiales CVD (de l'anglais Chemical Vapor Deposition , ou depot chimique en phase vapeur ).

Pour l'utilisation de ce procede, apres avoir forme une structure de fibres avec la forme de la piece a construire, le materiau se depose a la surface des fibres a la surface et a l'interieur de la piece. On appelle aussi ce procede ≪ Infiltration de gaz chimique ≫ ( Chemical Vapour Infiltration ou CVI ).

Un exemple en est le procede de fabrication de C/C : un modele en fibres de carbone est sous certaines conditions de pression (en general moins de 100   hPa ) et de temperature (en general plus de 1 000  °C traverse par un melange d'argon et de methane (CH ₄ ) ou de propane (C ₃ H ₈ ). Ces gaz craquent a la surface des fibres, y deposant du carbone tandis que le dihydrogene provenant de leur decomposition est entraine par l’argon.

Un autre exemple est le depot de carbure de silicium. Pour cela, on utilise generalement un melange d' hydrogene , qui sert de catalyseur , et de methyltrichlorosilane (MTS, de formule CH ₃ SiCl ₃ ), qui joue aussi un role dans la fabrication des silicones . Les atomes de carbone et de silicium de la molecule de MTS forment sur toute surface chauffee a plus de 800  °C du carbure de silicium, tandis que les atomes residuels d'hydrogene et de chlore se combinent pour former du HCl qui est entraine par le courant d'hydrogene.

Ce procede forme obligatoirement des pores fermes, quand les ouvertures ou passe le gaz sont toutes fermees par les depots.

Creation de matrice par pyrolyse de polymeres contenant du carbone et du silicium [ modifier | modifier le code ]

Certains polymeres hydrocarbones donnent du carbone par pyrolyse, en diminuant de volume et en degageant du gaz. Les polymeres ou une partie des atomes de carbone sont remplaces par du silicium, appeles carbosilanes, donnent par pyrolyse de la meme maniere, du carbure de silicium amorphe, la plupart du temps enrichi en carbone, avec une diminution de volume et un degagement gazeux.

Les fibres, les tissus de fibres, simples ou en superposition, ou encore les constructions a trois dimensions en fibres sont impregnes, ou infiltres, avec ces polymeres. Cet ensemble est alors durci et pyrolyse, ce qui le fixe. Comme le volume de la matrice a alors diminue, elle presente une grande porosite, qui n'est pas acceptable pour la majorite des applications. Pour atteindre une porosite convenable, il faut en general de cinq a huit cycles d'impregnation, de durcissement et de pyrolyse pour achever la piece brute.

Ce procede est souvent denomme Liquid Polymer Infiltration , abrege en LPI , ou encore Polymer Infiltration and Pyrolysis ou PIP .

Ici aussi, il reste une porosite du produit final, car tous les polymeres diminuent de volume a la pyrolyse. La porosite diminue a chaque cycle d'infiltration et de pyrolyse, mais contrairement au procede CVI, il reste des pores ouverts a cause du caractere discontinu des cycles, et de la viscosite du polymere, bien superieure a celle du gaz.

Creation de matrice par reaction chimique [ modifier | modifier le code ]

Dans ce procede, on dispose deja un materiau entre les fibres, qui va reagir avec une autre matiere pour donner la matrice souhaitee. La fabrication de ceramiques conventionnelles utilise de la meme maniere ce genre de reaction : c'est ainsi que le nitrure de silicium obtenu par reaction est fabrique par la reaction entre la poudre de silicium et l’azote, le carbone poreux est transforme par le silicium en carbure de silicium avec un certain exces de silicium, ce que l'on appelle ≪ SiSiC ≫.

Un exemple de fabrication de composites par ce procede est appele infiltration de fondu dirigee : de l'aluminium fondu entre les fibres est transforme en matrice d'alumine par l’apport d'oxygene. Des composes d'alliage dans le metal fondu empechent que l'oxydation dans toute la masse soit arretee par la formation de barrieres d'alumine. La matiere finale contient toujours des restes d'aluminium non oxyde.

Un autre exemple, qui a ete introduit dans la fabrication industrielle de disques de freins est la transformation de la matrice d'un materiau C/C poreux par du silicium liquide. En conduisant le processus sous vide et au-dessus de la temperature de fusion du silicium ( 1 410  °C ), le carbone de la matrice reagit avec le silicium pour donner du carbure de silicium. et les fibres restent a peu pres intactes, et par suite peuvent remplir leur fonction de renfort. Ce procede s'appelle generalement Liquid Silicon Infiltration ou LSI .

Avec ce procede, la porosite finale est en dessous de 3 %.

Creation de matrice par frittage [ modifier | modifier le code ]

Les composites a base d'oxydes sont actuellement traites par frittage a haute temperature a partir de materiaux preexistants. Ces materiaux permettent de maintenir les temperatures de frittage plus basses que celles des ceramiques habituelles, qui se situent environ a 1 600  °C . Les fibres oxydes disponibles seraient trop endommagees par de si hautes temperatures. Les materiaux preexistants sont des liquides contenant des proportions plus ou moins elevees de poudre de ceramique d'oxyde, remues pour obtenir une pate fluide incorporee aux fibres. A des temperatures entre 1 000  et 1 200   °C , la matrice ceramique d'oxydes se fritte, en restant poreuse en raison de la forte diminution de volume. Un exemple de materiau preexistant est un melange de poudre d'alumine Al ₂ O ₃ , de TetraEthOxySilane (fournisseur de silicium et d'oxygene) et de butylate d'aluminium (fournisseur d'aluminium), qui, en proportions adequates donnent comme matrice de la mullite . Comme autres possibilites pour les liquides, on peut mentionner des combinaisons sol-gel .

Avec ce procede, on obtient des produits commerciaux avec une porosite d'environ 20 %.

Creation de matrice par electrophorese [ modifier | modifier le code ]

Dans l' electrophorese , des particules chargees electriquement sont dispersees dans un fluide sous l'action d'un champ electrique homogene entre deux electrodes opposees disposees a la surface, et elles s'y deposent. Si l'on utilise comme electrode une structure de fibres, les particules s'y deposent, comme dans les interstices entre fibres. Les ceramiques fabriquees de cette maniere ne sont pas encore entrees en fabrication industrielle. Les problemes sont entre autres les operations relativement complexes de preparation et de dispersion de la poudre, leur charge, et la limitation a des epaisseurs de pieces encore tres minces.

La porosite residuelle est encore creee ici par l'obturation des canaux d'acces.

Proprietes [ modifier | modifier le code ]

Proprietes mecaniques [ modifier | modifier le code ]

Mecanisme de base des proprietes mecaniques [ modifier | modifier le code ]

L'amelioration indiquee en introduction des proprietes mecaniques par l'insertion de fibres ceramiques dans la matrice ceramique est basee sur le mecanisme suivant :

La mise en tension forme dans la matrice des fentes, comme dans le materiau non composite, pour des allongements superieurs a 0,05 %, selon le type de materiau, et les fibres forment un pont a travers la fente. Ce mecanisme suppose que la matrice peut glisser le long des fibres, c'est-a-dire n'est que faiblement liee mecaniquement a elles. Si l'adhesion entre la matrice et les fibres etait forte, les fibres subiraient dans l'ouverture de la fente un allongement extreme et devraient y resister, ce qui n'est pas le cas. Ceci signifie que dans le cas d'une forte adherence, la fente de la matrice casserait aussi les fibres, et la ceramique composite presenterait le meme comportement fragile que la ceramique non renforcee.

Le secret de la ceramique composite a haute resistance a la cassure reside donc a la fabrication dans la realisation d'une marge de glissement entre matrice et fibre. Ce n'est qu'ainsi que les fibres peuvent jouer un role notable de pont a travers les fentes, en mettant en jeu leur grand allongement a la rupture (plus de 2 % pour les fibres de C et de SiC, a peine 1 % pour l'alumine). Dans la fabrication de ceramique composite, ce mecanisme est assure par une legere couche de carbone ou de nitrure de bore sur les fibres. Ces couches ont des plans de glissement en lamelles d'epaisseur atomique, et forment le lubrifiant entre fibre et matrice. Pour les composites oxydes, la faible liaison est obtenue par la haute porosite de la matrice, ou par des vides menages entre fibres et matrice. On obtient ces derniers par exemple par un revetement en carbone des fibres, qui brule pendant le frittage, en laissant un vide.

Proprietes de resistance a la traction, a la flexion et a la cassure [ modifier | modifier le code ]

L'influence des couches de fibres des ceramiques composites est constatee par la mesure de la resistance a la traction, a la flexion et a la cassure sur des eprouvettes.

Les courbes de resistance a la rupture d'eprouvettes entaillees sont montrees a gauche sur la figure. Dans ces essais, on charge une eprouvette entaillee (voir encart) avec des charges croissantes jusqu'a la rupture. La force et le deplacement de la barre transmettant la contrainte sont simultanement mesures, jusqu'a la rupture. En mecanique de la rupture , la force est normalisee dans un facteur d'intensite de contrainte note K _1c , en tenant compte de la taille de la surface de la fente. Comme cette surface ne peut pas etre determinee exactement dans le cas des composites, on montre dans les courbes ci-dessus la normalisation ou cette surface est remplacee par celle de l'entaille initiale ^{[ 2 ]} , et c'est un ≪ facteur K formel ≫ qui est presente, en fonction de la fleche au centre de l’eprouvette. Comme ce facteur K est proportionnel a une force, on peut considerer la surface (l' integrale ) delimitee par une courbe comme une energie qui doit etre depensee pour briser l’eprouvette, tout ceci en valeurs relatives, car K contient des facteurs de normalisation pour s'affranchir de la geometrie particuliere de l’eprouvette.

Les courbes de resistance a la rupture des divers composites presentes sur la figure montre que la depense specifique d'energie necessaire a la rupture complete d’un composite est tres largement superieure a celle necessaire pour une ceramique SiSiC non composite. Le maximum des diverses courbes de resistance indique la force necessaire pour briser l'eprouvette. Les divers types et leurs procedes de fabrication presentent des differences evidentes et importantes entre les qualites de cette classe de materiaux, en particulier en ce qui concerne la resistance a la rupture.

Materiau	Al 2 O 3 /Al 2 O 3	Al 2 O 3	CVI-C/SiC	LPI-C/SiC	LSI-C/SiC	SSiC
Porosite (%)	35	<1	12	12	3	<1
Densite ( g/cm 3 )	2,1	3,9	2,1	1,9	1,9	3,1
Resistance a la traction (MPa)	65	250	310	250	190	200
Allongement a la rupture (%)	0,12	0,1	0,75	0,5	0,35	0,05
Module de Young (GPa)	50	400	95	65	60	395
Resistance a la flexion (MPa)	80	450	475	500	300	400

Legende de la table : Le prefixe CVI-, LPI- ou LSI- designe le procede de fabrication des composites C/SiC. Les donnees pour les composites C/SiC et Al ₂ O ₃ de la firme Pritzkow Spezialkeramik proviennent de ^{[ 4 ]} , celles pour SSiC d'une feuille de donnees de la firme H.C.Starck Ceramics . La resistance a la traction pour SSiC et Al ₂ O ₃ sont calculees a partir de l'allongement a la rupture et du module de Young, car pour les ceramiques non composites, les resistances a la traction ne sont pas indiquees, mais uniquement les resistances a la flexion. Il faut indiquer qu'il ne s'agit la que de valeurs moyennes. A partir du meme procede de fabrication, il y a, comme pour les ceramiques usuelles, de substantielles deviations par rapport aux valeurs indiquees.

Dans les tests de resistance a la traction des ceramiques composites, on observe, en raison du mecanisme de franchissement des fentes, un comportement quasi-plastique, a la difference des ceramiques usuelles. Les allongements peuvent atteindre le pour cent, soit le decuple de ceux des ceramiques techniques. La deformation est quasi-plastique parce que la courbe, apres la partie lineaire elastique, s'inflechit non pas par une deformation plastique du materiau, mais par la formation d'un systeme de fentes, qui est maintenu par les fibres. Comme les fibres qui supportent la traction ont un plus petit module de Young , la pente de la courbe decroit, et imite ainsi un comportement plastique. Les valeurs de la table montrent la aussi que les divers types de ceramiques composites utilisent l'elasticite des fibres de maniere differente.

Les courbes de mesure de la resistance a la flexion ont pratiquement le meme aspect que les courbes montrees ci-dessus de la resistance a la traction. Pour comparer les deux choses, il faut tenir compte des deux points suivants :

• Les materiaux pauvres en matrice, ou a l'extreme, denues de matrice, montrent une haute resistance a la traction (resistance des fibres), mais pratiquement aucune resistance a la flexion.
• Inversement les materiaux avec une haute proportion de matrice et une faible porosite possedent une haute resistance a la flexion (comme la ceramique usuelle), qui ne donne pas d'indication sur l'utilisation qui est faite de la ductilite des fibres.

Les deux valeurs doivent etre considerees independamment l'une de l’autre.

Autres proprietes mecaniques [ modifier | modifier le code ]

Dans de nombreuses pieces mecaniques en ceramique composite, les fibres sont disposees en deux dimensions, soit comme des nappes tissees empilees, soit comme des couches croisees de fibres alignees. Le materiau reste alors anisotrope . Une propagation de fente entre les nappes n'est empechee par aucun pont de fibres. Les valeurs de la resistance au cisaillement interlaminaire sont alors basses dans ce type de materiau, ainsi que la resistance a la traction dans la direction perpendiculaire aux nappes. Comme pour les polymeres composites, ce type de materiaux offre le point faible d'une possibilite de delamination . Elle peut etre substantiellement diminuee par l'introduction de structures tri-dimensionnelles.

Materiau	CVI-C/SiC	LPI-C/SiC	LSI-C/SiC	CVI-SiC/SiC
Resistance au cisaillement (MPa)	45	30	33	50
Resistance a la traction (⊥) (MPa)	6	4	-	7
Resistance a la compression (⊥) (MPa)	500	450	-	500

Remarques sur la table : En raison de la porosite, les valeurs de la resistance a la compression sont plus faibles que pour la ceramique conventionnelle, qui peut depasser 2 000   MPa . La porosite et le manque de traversee par des fibres conduisent a la tres basse resistance a la traction perpendiculaire au plan des fibres, notee par (⊥).

L'effet de traversee des fentes par les fibres permet aussi une charge dynamique elevee des ceramiques composites. Des eprouvettes sont soumises a des essais de charge alternativement en traction et en compression, jusqu'a la rupture. Ces essais sont nommes essais de fatigue a bas cycle ou a haut cycle. Plus on choisit la charge initiale elevee, moins l'eprouvette resiste de cycles. Les contraintes de base portees en regard du logarithme du nombre de cycles atteint fournissent la droite de Wohler . Elle indique combien de milliers ou de millions de cycles de charge le materiau teste peut resister a une charge dynamique donnee. La ceramique composite peut conduire a des resultats remarquables : du SiC/SiC charge cycliquement a 80 % de sa limite d'allongement survit a environ 8 millions de cycles (voir figure).

Le coefficient de Poisson dans la direction perpendiculaire au plan des fibres presente une anomalie : dans cette direction, il prend des valeurs negatives, quand la formation de fentes interlaminaires au debut de la mesure eleve brievement l'epaisseur de l'eprouvette, au lieu de la diminuer.

Proprietes thermiques et electriques [ modifier | modifier le code ]

Les proprietes thermiques et electriques des ceramiques composites dependent des composants : fibres, matrice et pores, ainsi que de leur disposition. L'orientation des fibres conduit en outre a des valeurs dependantes de la direction ( anisotropes ).

Parmi les ceramiques composites les plus couramment disponibles actuellemement, on peut resumer ainsi :

Les ceramiques composites a base d'oxydes restent de tres bons isolants electriques , et ont une meilleure isolation thermique que les ceramiques homogenes, en raison de leur porosite.

L'utilisation de fibres de carbone eleve les conductivites electrique et thermique dans la direction des fibres, dans la mesure ou elles sont mises directement en contact.

Le carbure de silicium comme matrice est un tres bon conducteur de la chaleur. Comme c'est un semi-conducteur electrique, sa resistivite diminue avec la temperature. Les fibres de carbure de silicium conduisent la chaleur et le courant electrique nettement moins bien, en raison de leur microstructure amorphe. Dans les composites avec du carbure de silicium comme matrice, les conductivites thermique et electrique tombent a de bas niveaux, en raison de la porosite. Quelques donnees sont indiquees dans le tableau suivant :

Materiau	CVI-C/SiC	LPI-C/SiC	LSI-C/SiC	CVI-SiC/SiC	SSiC
Conductivite thermique (//) [W/m·K]	15	11	21	18	>100
Conductivite thermique (⊥) [W/m·K]	7	5	15	10	>100
Dilatation thermique (//) [10 -6 /K]	1,3	1,2	0	2,3	4
Dilatation thermique (⊥) [10 -6 /K]	3	4	3	3	4
Resistivite (//) [Ω·cm]	-	-	-	-	50
Resistivite (⊥) [Ω·cm]	0,4	-	-	5	50

Commentaires sur le tableau : par (//) et (⊥), on designe les proprietes mesurees parallelement, resp. perpendiculairement aux fibres. Les valeurs manquantes n'ont pas ete trouvees dans la litterature ou les indications des fabricants. En raison de sa faible porosite, le materiau LSI presente la plus grande conductivite thermique de toutes les ceramiques composites ? un avantage pour l'utilisation de ce materiau pour les disques de freins hautement sollicites. La meme remarque doit aussi etre prise en compte ici, savoir qu'au sein de chaque type de ceramique, les valeurs peuvent varier sensiblement en fonction des details du procede de fabrication.

La ceramique ordinaire et la ceramique technique sont sensibles aux contraintes thermiques, qui peuvent etre particulierement elevees sous l'action de chocs thermiques . La cause en est la faible capacite d'allongement et la faible elasticite ( Module de Young eleve) de ces materiaux. Les differences de temperature au sein du materiau provoquent des differences de dilatation, qui conduisent en raison de la grande valeur du module de Young a des contraintes elevees. Le materiau ne supporte pas et se brise. Dans les ceramiques composites, ce genre de fentes est traverse par les fibres. Une piece ne subit aucune degradation macroscopique, meme quand la matrice ceramique a subi des fentes. L'introduction de cette classe de materiaux dans les freins a disque demontre la performance des ceramiques composites dans des conditions de choc thermique extremes.

Proprietes de corrosion [ modifier | modifier le code ]

Il n'y a pas encore de resultats de travaux d'envergure sur le comportement des ceramiques composites a la corrosion. Ici aussi, les proprietes sont definies par celles des fibres et de la matrice.

En general, les materiaux ceramiques sont tres insensibles a la corrosion, compares a la plupart des autres materiaux. Le nombre de variantes des procedes de fabrication, avec divers additifs, par exemple les additifs de frittage , les procedes de melange, notamment pour les oxydes, les impuretes, les phases gazeuses aux joints de grains, et les differences de porosite influencent de maniere decisive le comportement sous corrosion ^{[ 5 ]} .

Au sujet des ceramiques composites les plus importantes pour leurs application, on peut glaner les remarques suivantes dans la litterature :

• Alumine : l' alumine est a l'etat pur resistante a l'egard de presque toutes les agressions ; les phases vitreuses aux joints de grain et le contenu en silice decident de la vitesse de corrosion dans les acides et bases concentres. A haute temperature, cette corrosion peut conduire en charge a un fluage . Pour la fusion des metaux, l'alumine n'est utilisee que pour les metaux precieux comme l'or ou le platine.
• Fibres d'alumine : elles se comportent comme l'alumine massive. Les fibres disponibles commercialement ne sont pas d'une extreme purete, et donc plus attaquables. Le fluage aux temperatures au-dessus de 1 000  °C ne permet a l'heure actuelle que peu d'usages des ceramiques composites a oxydes.
• Carbone : le carbone se corrode, ou plutot brule dans l'oxygene des 500  °C . Il s'oxyde aussi dans les milieux fortement oxydants (par exemple l' acide nitrique concentre). Il se dissout, ou forme des carbures dans la plupart des metaux liquefies.
• Fibres de carbone : les fibres de carbone se comportent pratiquement comme le carbone massif.

 

• Carbure de silicium : des echantillons tres purs de carbure de silicium sont les materiaux parmi les plus resistants a la corrosion. Seules les bases fortes, l'oxygene a partir de 800  °C environ, et la plupart des metaux liquefies agissent sur ce materiau.
  • Avec les metaux liquefies, se forment des carbures et des siliciures .
  • Dans la reaction avec l’oxygene, il se forme de la silice SiO ₂ et du dioxyde de carbone CO ₂ . La silice forme une couche protectrice, qui passive la surface. A des temperatures plus elevees ( 1 600  °C ), et manque d'oxygene ( pression partielle inferieure a 50   mbar ), il se forme cependant, a cote du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone CO, le monoxyde de silicium gazeux SiO, qui empeche la protection de jouer. Cette oxydation active conduit dans les conditions indiquees a une destruction tres rapide du carbure de silicium.
  • En relation avec la ceramique composite, cette caracteristique n'est valable que pour la matrice en SiC fabriquee par procede CVI. Par ce procede, on obtient un SiC tres pur a fins cristaux. Avec le procede LPI, la matrice obtenue est beaucoup plus sensible a toutes sortes de corrosion, en raison de sa structure amorphe et de sa porosite. Dans la matrice du materiau LSI, les restes de silicium toujours presents degradent la resistance a la corrosion.
• Fibres en carbure de silicium : comme les fibres de SiC sont obtenues par pyrolyse de resines synthetiques organiques siliciees, elles reagissent comme la matrice du procede LPI, par une sensibilite nettement plus marquee a l'egard de la corrosion par les bases et les oxydants.

Applications [ modifier | modifier le code ]

Avec les ceramiques composites, on dispose d'un materiau ^{[ 6 ]} qui ne possede plus d'importants inconvenients de la ceramique technique conventionnelle, c'est-a-dire sa faible resistance a la rupture et sa grande sensibilite aux chocs thermiques. Les developpements d'applications se sont par suite concentres sur des domaines necessitant la fiabilite : aux hautes temperatures, inaccessibles aux metaux, et dans des conditions abrasives . Les centres d'interet principaux suivants se sont reveles dans les recherches et applications :

• Systemes de protection thermique pour les vehicules spatiaux , qui a la rentree dans l'atmosphere, sont soumis a de hautes tensions thermiques et vibrations.
• Composants de turbines a gaz dans le domaine ou les gaz sont chauds, c'est-a-dire les chambres de combustion des turbines, les ailettes statiques qui orientent le flux de gaz, et les ailettes proprement dites de la turbine, qui actionnent l’axe de la turbine.
• Pieces pour les bruleurs et les conduites de gaz chauds en ceramique composite oxydes.
• Disques de freins pour freins a disque , tres sollicites, et soumis sur leur surface de frottement a des conditions de choc thermique extremes (contrairement a la situation d'une piece tres chaude plongee dans l'eau, qui s'isole par une couche de vapeur, il n'y a pas ici de couche de vapeur).
• Composants pour paliers avec forte corrosion et abrasion.

En outre, sont interessants tous les domaines dans lesquels intervient la ceramique technique conventionnelle ou pour lesquels les composants metalliques ne presentent pas de duree de vie suffisante en raison de la corrosion ou des hautes temperatures. La presentation qui suit de quelques exemples de recherches et d'applications est de loin incomplete, et ne pretend qu'a illustrer l'etendue des possibilites techniques.

Developpements pour les applications spatiales [ modifier | modifier le code ]

Dans le domaine spatial , la ceramique composite est interessante pour les pieces du systeme de bouclier thermique et pour les ailerons de direction des vehicules spatiaux . Dans la rentree dans l’atmosphere, ces elements sont soumis pendant quelques minutes a des temperatures de surface superieures a 1 500  °C , qui ne peuvent etre supportees sans grand dommage que par des materiaux ceramiques. L'introduction de ceramiques composites pour ces structures chaudes dans le vol spatial promet, a la difference des materiaux utilises jusqu'a present notamment :

• un allegement ;
• une contribution du bouclier thermique a la structure porteuse ;
• la reutilisabilite pour de multiples rentrees.

Comme a ces hautes temperatures, les composites oxydes disponibles fluent sous la charge, et les fibres de SiC amorphe perdent leur resistance par recristallisation, les developpements de materiaux et de composants se sont concentres sur des composites C/SiC. Les travaux entrepris dans les annees 1980 pour le programme Hermes de navette spatiale de l'ESA, interrompus en 1992 ont ete poursuivis et ont donne comme succes la conception et la qualification du nez , des bords d'attaque des ailes et des gouvernes de la navette X-38 de la NASA ^{[ 7 ] , [ 8 ]} .

Mis au point par Thales Alenia Space le premier vehicule europeen de transport spatial a rentree planante designe Intermediate Experimental Vehicule (IXV) est un projet lance par l’ESA ^{[ 9 ]} en 2009. Il devrait effectuer son premier vol en octobre 2014 sur le quatrieme lanceur Vega (VV04) au-dessus du golfe de Guinee. Plus de quarante industriels europeens ont participe a sa realisation. Le systeme de protection thermique de la partie inferieure du vehicule est constitue du nez, des bords d’attaque et de l’intrados qui ont ete concus et realises en Composite a Matrice Ceramique (CMC) C/SiC par Herakles ^{[ 10 ]} . Ces composants serviront de bouclier thermique qui protegera l’aeronef lors de sa rentree dans l’atmosphere terrestre ^{[ 11 ]} .

Un de ces developpements a servi notamment a la qualification de boulons en ceramique composite ^{[ 12 ]} . Les vis de ceramique technique sont disponibles, mais fragiles, en raison des encoches dans le fond des sillons, et ne presentent pas, et de loin, la securite necessaire. La mise en œuvre de vis en C/C est trop risquee, en raison des risques d'oxydation.

Un autre composant important de ces gouvernes est le palier situe au milieu, par lequel passe la force qui actionne l'aileron. Ce palier a ete teste avec succes au DLR a Stuttgart dans des conditions realistes : charge de 4  t , 1 600  °C sur la face inferieure, concentration en oxygene au niveau de la rentree dans l'atmosphere, et mouvements de 8° cycliques de periode 4  s . Cinq rentrees ont ete simulees dans ces conditions ^{[ 13 ]} .

L'utilisation de C/SiC a necessite le developpement et la qualification de procedes de revetement, pour empecher la rapide combustion des fibres de carbone. Ce sont des essais sous plasma qui ont demontre le succes de ces travaux de developpement.

Une autre etape de qualification pour l'habilitation au vol a ete des tests de deformation au-dessus de 1 000  °C sur un banc de test de l'IABG, un organisme d'analyse et de test pour l'industrie aeronautique et spatiale, situe a Ottobrunn , pres de Munich. La deformation sous 4  t de charge a confirme les calculs et le dimensionnement. Les tests definitifs au sol apres le montage des gouvernes sur la navette X-38 destinee aux essais en vol a Houston, Texas, USA, se sont egalement deroules avec succes. Pour des raisons de financement, la NASA n'a pas pu mener le projet a son terme, c'est-a-dire le transport en orbite du X-38 avec un vol de navette , puis sa rentree (sans pilote) dans l'atmosphere.

A ce point, il faut souligner que ces qualifications ont servi pour l'utilisation de composite C/SiC dans ce cas particulier. La duree de haute temperature dure pour une rentree environ 20  min . Dans le cas de reutilisations, les durees s'ajoutent, pour un total de quelques heures de sollicitation cyclique. La possibilite d'utilisation de C/SiC protege de l’oxydation pour des applications industrielles avec des exigences de duree de vie de centaines ou de milliers d'heures n'a pas encore ete etablie.

Developpements pour l'utilisation dans les turbines a gaz [ modifier | modifier le code ]

Le but de l'utilisation des ceramiques composites dans les turbines a gaz est l'elevation de la temperature du gaz, pour atteindre de meilleurs rendements.

L'usinage complexe des ailettes statiques et des ailettes de turbine dans ces turbines a gaz, ainsi que les charges thermiques et mecaniques tres elevees de ces pieces, ont conduit a ce que le premier succes n'a ete que la realisation de chambres de combustion en ceramique composite. Les progres les plus avances ont eu lieu aux Etats-Unis. Une chambre de combustion de composite SiC/SiC utilisant une fibre de SiC specialement resistante aux hautes temperatures, a ete utilisee pendant plus de 15 000  h dans une turbine a gaz ^{[ 14 ]} . Comme le SiC a ces durees, a environ 1 100  °C , commence a etre attaque par l'oxydation, il a fallu ici aussi mettre au point un revetement anti-oxydant particulierement efficace. Il consiste en un systeme multicouches de ceramiques oxydes ^{[ 15 ]} .

Les obstacles a une mise en œuvre rapide des resultats ainsi obtenus sont :

• que le niveau de temperatures testees n'offre pas encore d'avantages reels par rapport a celui que supportent les chambres de combustion en metal refroidies par un film d'air
• que les composants suivant la chambre de combustion (ailettes statiques et rotatives) doivent etre mises au point et qualifiees pour ces temperatures elevees
• et que le cout de fabrication du systeme de composites, avec des fibres de SiC speciales, une matrice de SiC et un revetement protecteur special est encore tres eleve.

Utilisation des composites oxydes dans les bruleurs et les conduites de gaz chauds [ modifier | modifier le code ]

Les gaz chauds contenant de l'oxygene au-dessus de 1 000  °C dans les bruleurs avec conduits de flamme conventionnels conduisent plus ou moins vite a l'oxydation de l'acier special hautes temperatures, aussi bien que du carbure de silicium. Comme ces pieces ne sont pas soumises a de hautes contraintes mecaniques, mais seulement a des chocs thermiques, les ceramiques composites oxydes sont particulierement appropriees pour ces applications jusqu'a 1 300  °C . La premiere figure ci-dessous presente le conduit de flamme d'un bruleur en composite d'alumine qui a ete utilise 15 000  h dans le four d'une fabrique de pain croquant suedois , et au total a servi 20 000  h ^{[ 16 ]} . Dans ces cas, une duree vingt fois plus grande qu'avec des materiaux conventionnels peut etre atteinte.

• 
  Conduit de flamme de ceramique composite oxyde
  Illustrations : Pritzkow Spezialkeramik , Stuttgart
• 
  Ventilateur a gaz chauds
• 
  Clapet levant en ceramique composite oxyde
• 
  Clapet en service dans le four

Les clapets ou ventilateurs pour le reglage ou la mise en mouvement des courants de gaz chauds dans diverses installations peuvent etre faits en ceramique composite oxyde de meme forme que ceux en metal. Ils ont l'avantage sur les metalliques de ne pas se deformer au-dessus de 650  °C .

L'utilisation de ce materiau par exemple dans des fours a fritter pour des clapets levants (voir galerie ci-dessus), qui sont exposes a de multiples ouvertures et fermetures, a des temperatures pouvant atteindre 1 300  °C s'est averee positive dans un cas ou il a ete fait 260 000 cycles d'ouverture et fermeture depuis plus de 12 mois ^{[ 17 ]} .

Applications pour les disques de frein [ modifier | modifier le code ]

Apres les disques de frein en C/C, qui sont utilises depuis longtemps dans les voitures de course de formule 1 et dans les freins d'avion, les disques de C/SiC faits par procede LSI sont disponibles commercialement, et sont proposes en option pour les voitures sportives de haut de gamme. Le procede LSI offre un avantage de cout de fabrication. Les disques sont faits d'un melange de courtes fibres et de resine, durcis, pyrolyses en disques de C/C et ensuite, comme decrit, transformes en disques en LSI-C/SiC par du silicium fondu. Le procede est relativement rapide et peu cher.

On peut resumer les avantages de ces disques ainsi :

• L'abrasion des disques est tres faible. Leur duree de vie est en gros six fois plus grande qu'un disque en fonte. Selon le mode de conduite, le disque resiste pour toute la duree de vie du vehicule. En usage normal, il resiste 300 000  km .
• Meme en cas de forte sollicitation, il n'y a pas variation du coefficient de frottement , effet connu pour les disques metalliques sous le nom de fading
• A la difference d'avec les disques metalliques, on n'observe aucune influence de l'humidite sur la performance du freinage.
• Le materiau du disque est remarquablement resistant a la corrosion et ainsi insensible a l'effet du sel de salage en hiver.
• Par rapport au disque en acier, la masse peut etre diminuee de 40 %, ce qui signifie, en raison de la moindre masse non suspendue des roues, un meilleur confort pour les passagers, et en meme temps une meilleure tenue de route, car la roue suit mieux le profil du sol.

Comme les fibres de carbone sont largement protegees de l’oxydation par la matrice de SiC, et que le temps pendant lequel le disque depasse sensiblement les 500  °C est limite a quelques heures sur toute la duree de vie du vehicule, l'oxydation du materiau ne joue aucun role sensible dans cette application.

Il faut encore attendre que les couts de fabrication de ces disques baissent suffisamment pour en equiper les vehicules de moyenne gamme. La situation evolue vite, et l'on pourra la consulter sur les pages internet des fabricants.

Applications pour les paliers [ modifier | modifier le code ]

Dans les paliers de pompes, on utilise avec succes le SSiC ou le SiSiC, moins cher, depuis maintenant plus de 20 ans ^{[ 18 ]} . Le palier utilise le liquide pompe comme lubrifiant . La cause du succes de ce concept de palier est la resistance a la corrosion envers presque tous les milieux, et la tres faible abrasion par les frottements ou par les particules contenues dans le fluide, en raison de la grande durete de la ceramique, ainsi que le bas coefficient de frottement donne par la lubrification par le fluide. Les composants en SiC du palier consistent en coussinets de protection de l'axe montes sur l'axe et tournant dans le boitier. Un boitier de palier en SiC est en regle generale enserre dans son environnement metallique et sous pression. Une rupture fragile de ce composant est ainsi tres peu probable. Le coussinet en SiC n'a pas cet avantage, et est execute en plus grande epaisseur, et/ou avec des specifications de construction speciales. Pour de grandes pompes, avec des axes de diametre approprie (100 a 300  mm ), ainsi que pour les pompes a forte charge sur les paliers, a cause du risque de cassure du coussinet, ce n'est qu'avec l'avenement des ceramiques composites qu'on a pu utiliser le concept de palier ceramique. On a pu demontrer au banc d'essai qu'en appariant du CVI-SiC/SiC avec du SSiC conventionnel, l'ensemble supporte presque trois fois la charge specifique d'autres appariements, dans des conditions de frottement partiellement a sec ^{[ 19 ]} .

Par charge specifique, on entend le produit du coefficient de frottement (sans dimension), de la vitesse V de deplacement (en m/s ) et la charge P du palier ( MPa ou N/mm ² ). Elle donne l'energie echangee en W/mm ² , et est aussi souvent, en negligeant le coefficient de frottement, donnee comme valeur P × V .

Les pompes a eau de chaudiere ^{[ 19 ]} dans les centrales electriques , avec lesquelles on pompe quelques milliers de m ³ /h d'eau a 160  °C sous une pression de 20 bars , ou celles des conduites ^{[ 20 ]} qui transportent quelques dizaines de milliers de m ³ /h d'eau pour les ecluses, ou d'eau de mer pour les usines de dessalement sont depuis 1994 les cas preferes d'utilisation de paliers lubrifies a l'eau avec des coussinets de composite CVI-SiC/SiC (photo en tete de l'article).

L'utilisation de ce genre de palier en est encore au stade de la mise au point pour les turbopompes destinees a l'oxygene liquide (LOx) (point d'ebullition : ?183  °C ) des fusees spatiales. Les tests menes jusqu’a present montrent que :

• SiC et CVI-SiC/SiC sont compatibles avec LOx, et meme dans des conditions pointues, ne reagissent pas avec l’oxygene (pour la determination de la temperature d'inflammation spontanee, selon la norme NF 29-763, la poudre est chauffee dans de l'oxygene pur sous 20 bars jusqu’a 525  °C ).
• Les essais d'abrasion par frottement ont montre un coefficient de frottement moitie d'un appariement standard metal-metal, et une abrasion reduite d'un facteur 100 ^{[ 21 ]} .
• Le palier lisse lubrifie au LOx a resiste a un test pendant quelques heures a une vitesse de rotation de 10 000   tr/min , sous diverses charges, ainsi que 50 arrets-departs dans des conditions de frottement partiellement a sec, en ne montrant pratiquement aucune abrasion ^{[ 22 ]} .

L'avantage de ces paliers ceramiques avec CMC en comparaison avec de la ceramique habituelle est leur fiabilite considerablement meilleure. Une deterioration du coussinet ne conduit pas a une fragmentation en plusieurs morceaux grands et durs, qui deteriorent l' impulseur et le corps de pompe .

Autres applications et voies de recherche [ modifier | modifier le code ]

On peut mentionner les exemples suivants d'applications ou de voies de recherche :

• Volets mobiles de reglage de poussee pour reacteurs d'avions de chasse ^{[ 23 ]} , permettant d'adapter le diametre du flux des gaz a la puissance developpee.
• Plaques en CVI-SiC/SiC a structure de fibres tridimensionnelle, pour le revetement des domaines chauds les reacteurs de fusion ^{[ 24 ]} . La structure tridimensionnelle facilite la conduction thermique perpendiculairement a la surface. Comme le SiC s'est montre relativement stable dans un environnement irradie par des neutrons , on utilise ici des fibres de SiC cristallin, dont la stabilite a haute temperature s'avere bien meilleure que le SiC amorphe.
• Gouvernes de jet (angl. fins , empennage), bruleurs et conduits de gaz chauds dans les fusees supersoniques ^{[ 25 ]} , dont le role est de conduire et orienter de maniere controlee les jets de gaz extremement chauds produits par des propergols solides, qui peuvent aussi contenir des particules solides.
• Sabots de freinage pour l'arret rapide des plateformes mobiles dans les installations de test d'accidents automobiles ^{[ 25 ]} , avec l’avantage de faible abrasion, et en cas de tests repetes, d'une excellente stabilite des retards a l'arret.
• Echangeurs de chaleur a haute temperature ^{[ 25 ]} , avec comme pour les turbines a gaz les problemes non resolus de corrosion par les gaz chauds, ainsi que la necessite d'etancheite.
• Structures rigides pour miroirs de precision ^{[ 25 ]} .
• Elements de revetement pour les tuyaux d'echappement de voitures de course de formule 1 , ainsi que pour les disques d' embrayage fortement sollicites de ces voitures.

Fabricants industriels en Europe [ modifier | modifier le code ]

• ArianeGroup (France) : tuyeres de lanceurs spatiaux et de missiles en C/C ou C/SiC, outillages de traitement thermique en C/C, gouvernes de jet, etc.
• Boostec (Mersen): Echangeur de chaleur - Reacteur continu
• Brembo  : Disques de freins (procede LSI)
• KLETKE Advanced Composites AG : Composants en C/C, C/C recouvert de SiC, par procedes C-CVI et LSI.
• (en + de) MT Aerospace : Composants spatiaux, composants de paliers (procede CVI)
• (en + de) Pritzkow Spezialkeramik : Pieces resistantes aux hautes temperatures pour l'industrie, en composites oxydes.
• Safran Ceramics  : toutes applications aeronautiques (pieces de turboreacteurs en SiC/SiC, elements de nacelles, volets de tuyeres, etc.)
• Safran Landing System  : disques de freins en C/C pour l'aeronautique et la formule 1
• Schunk Group  : paliers axiaux, radiaux, coussinets de paliers, revetements de four en C/C
• SGL Carbon  : Disques de freins (procede LSI)

Recherche [ modifier | modifier le code ]

En France [ modifier | modifier le code ]

• Le Laboratoire des composites thermostructuraux (LCTS) est une unite mixte de recherche du CNRS qui associe le CNRS, l' Universite Bordeaux I (UB1), Safran Ceramics et le CEA
• Le Laboratoire de mecanique et technologie (LMT) a Cachan, site internet
• L' Office national d'etudes et de recherches aerospatiales (ONERA) a Chatillon, site internet

En Allemagne [ modifier | modifier le code ]

• Universite de Breme  : Departement des materiaux et pieces ceramiques et de la bioceramique
• Institut de technologie de Karlsruhe  : Institut de ceramique en construction mecanique (IKM)
• Dresde  : Institut Fraunhofer pour les technologies et systemes ceramiques (IKTS), et Institut de construction legere et de technique des synthetiques (ILK) de l' Universite technique de Dresde
• Universite de Bayreuth  : Chaire de materiaux ceramiques de l'institut de recherche sur les materiaux (IMA)
• Institut de chimie textile et chimie des fibres (ITCF Denkendorf)  : Recherche et mise au point de fibres.
• Institut du DLR de recherche en construction  : Mise au point de materiaux CMC sur mesure, comme les boucliers thermiques.
• Centre Fraunhofer de construction a haute temperature (HTL)  : Recherche et mise au point de CMC, de fibres ceramiques et de ceramiques a hautes performances.

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

• (de) Cet article est partiellement ou en totalite issu de l’article de Wikipedia en allemand intitule ≪  Keramischer Faserverbundwerkstoff  ≫ ( voir la liste des auteurs ) .

Annexes [ modifier | modifier le code ]

Bibliographie [ modifier | modifier le code ]

• (de) W. Krenkel ( dir. ), Keramische Verbundwerkstoffe , Weinheim, Wiley-VCH, 2003 , 418  p. ( ISBN   978-3-527-31361-7 , lire en ligne ) . Traduit en anglais ( Krenkel 2008 )
• (en) W. Krenkel ( dir. ), Ceramic Matrix Composites : fiber reinforced ceramics and their applications , Weinheim, Wiley-VCH, 2008 , 418  p. ( ISBN   978-3-527-31361-7 , lire en ligne ) . Traduction de ( Krenkel 2003 ) : les references paginees renvoient a ce dernier, car les numeros de page sont probablement faux dans la traduction.
• (de) J. Kriegesmann ( dir. ), DKG - Technische Keramische Werkstoffe , Ellerau, HvB-Verlag, 2005 ( ISBN   978-3-938595-00-8 )
• (de) W. J. Bartz ( dir. ), Keramiklager, Werkstoffe - Gleit- und Walzlager : Dichtungen : Handbuch der Tribologie und Schmierungstechnik. , t.  12, Renningen, Expert Verlag, 2003 ( ISBN   3-8169-2050-0 )

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Ceramique technique

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