Développement du procédé de densification rapide appliqué au carbure de silicium

Les procedes d’elaboration de Composites a Matrice Ceramique (CMC) utilises aujourd’hui a l’echelle industrielle sont longs et par consequent couteux. Dans ce contexte, le procede de densification rapide ou procede de calefaction, jusque-la essentiellement connu pour l’elaboration de carbone, permettant de reduire considerablement les durees d’elaboration, apparait interessant. Cette etude est axee sur le developpement du procede de calefaction dans le but d’elaborer des carbures, materiaux connus pour leurs bonnes proprietes a haute temperature, et plus particulierement du carbure de silicium (SiC). Dans cet objectif, un equipement de laboratoire, le mini-kalamazoo, a ete mis au point, adapte et instrumente de maniere a repondre aux besoins de l’etude. Les premiers essais ont ete realises au moyen de methyltrichlorosilane (MTS), precurseur largement connu pour la CVD/CVI du SiC. Les analyses des depots formes ont montre la presence de SiC mais aussi celle de carbone. Dans quelques cas specifiques, du SiC pur peut etre forme localement en debut de calefaction. Mis a part ces conditions particulieres, l’utilisation de MTS pur en tant que precurseur conduit a la presence ineluctable de carbone libre dans le depot de SiC. Plusieurs voies d’amelioration ont alors ete proposees et testees pour pallier cet exces de carbone. Certaines d’entre elles se sont averees efficaces et prometteuses, en particulier, l’utilisation d’un melange de MTS et d’un precurseur de silicium non carbone et l’utilisation de precurseurs de SiC non chlores, le CVD 4000 et l’hexamethyldisilane. Les vitesses de croissance de depot sont largement superieures avec le procede de calefaction qu’avec les moyens d’elaboration aujourd’hui employes. L’ensemble des resultats obtenus valide l’interet de la calefaction en tant que procede d’elaboration du SiC et de nouveaux materiaux de type carbure.