Propriétés interfaciales des minicomposites SiCf/SiC avec un revêtement scheelite

Oct 26, 2023

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 21950 (2022) Citer cet article

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Un minicomposite unidirectionnel SiCf/SiC avec un revêtement d'interphase de scheelite (CaWO4) a été fabriqué par la méthode d'infiltration et de pyrolyse des précurseurs. La fractographie des minicomposites SiCf/SiC a indiqué qu'une faible liaison fibre/matrice peut être fournie par l'interphase CaWO4. De plus, la contrainte de décollement interfaciale du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC a été évaluée par le test de poussée de fibre et estimée à 80,7 ± 4,6 MPa. L'observation SEM de traction in situ du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC après oxydation à 1000–1100 °C a été réalisée, et la compatibilité thermique entre le revêtement d'interphase CaWO4 et la fibre ou la matrice SiC après traitement thermique à 1300 °C a été étudiée.

L'incorporation de fibres de renforcement dans une matrice céramique fragile fournit un certain degré de pseudo-ductilité aux composites à matrice céramique (CMC), généralement le composite à matrice SiC renforcé de fibres de SiC (SiCf/SiC), empêchant une défaillance catastrophique par plusieurs mécanismes, tels que le décollement des fibres, le glissement des fibres et le pontage des fissures. Les composites SiCf/SiC sont considérés comme des matériaux prometteurs durables pour les applications en environnement sévère telles que le transport supersonique, les avions spatiaux et les réacteurs à fusion1,2,3. La déviation des fissures de la matrice dans la zone d'interphase fibre-matrice est réalisée et contrôlée par le dépôt d'une couche de revêtement d'un matériau conforme sur les fibres avant la fabrication de la matrice4,5,6. Le revêtement d'interphase le plus efficace est considéré comme le revêtement PyC ou BN7,8,9. Cependant, l'application des composites SiCf/SiC est limitée par la dégradation des propriétés mécaniques en milieu oxydant, due à l'oxydation du revêtement PyC ou BN à l'interface fibre/matrice, notamment aux températures intermédiaires4, 10.

Des matériaux d'interphase alternatifs résistants à l'oxydation tels que la monazite d'orthophosphate de terres rares (LaPO4) ont été considérés comme des interphases fibre-matrice résistantes à l'oxydation pour les CMC en raison de la structure cristalline en couches et de la possibilité de déformation plastique. Des études sur l'interphase LaPO4 ont montré qu'elle pouvait se déformer sous contraintes mécaniques à basse température par macles et dislocations11,12,13. Cependant, il s'est avéré thermodynamiquement incompatible avec SiC14, 15. La compatibilité et la résistance à l'oxydation sont importantes pour le revêtement d'interphase afin d'assurer l'application à long terme des CMC dans l'air. Shanmugham et al. ont montré qu'une interphase de mullite dans des composites SiCf/SiC déviait les fissures même après exposition à l'air à 1000 °C pendant 24 h16. Lee et al. ont démontré l'utilisation de revêtements d'oxydes multicouches SiO2/ZrO2/SiO2 pour les composites SiC/SiC. La résistance du composite et la déflexion des fissures ont été conservées après oxydation à l'air à 960 °C pendant 10 h17. La scheelite (CaWO4) a une structure en couches constituée de tétraèdres (WO4) et de sites Ca à huit coordonnées et le clivage de son cristal a été signalé sur les plans (101). La structure cristalline en couches et la possibilité de déformation plastique de la scheelite (CaWO4) en font un autre matériau d'interphase potentiel pour les composites SiCf/SiC18,19,20,21,22. Jusqu'à présent, la fabrication de matériaux scheelite comme revêtement d'interphase dans le composite SiCf/SiC et l'étude de son effet n'ont pas été explorées.

Dans ce travail, un minicomposite unidirectionnel SiCf/CaWO4/SiC a été préparé par la méthode d'infiltration et de pyrolyse des précurseurs (PIP). L'efficacité du revêtement d'interphase CaWO4 a été étudiée en comparant la fractographie de composites SiCf/SiC avec et sans revêtement d'interphase CaWO4. La propriété interfaciale des composites a été caractérisée quantitativement par des tests de poussée des fibres. Les composites SiCf/CaWO4/SiC ont été oxydés à 1000–1100 °C pour évaluer la résistance à l'oxydation du revêtement d'interphase CaWO4 dans des environnements riches en oxygène. De plus, les composites SiCf/CaWO4/SiC ont été traités thermiquement à 1300 °C pour étudier la compatibilité entre le revêtement d'interphase CaWO4 et la fibre ou la matrice SiC.

Des revêtements continus d'interphase CaWO4 ont été préparés sur une fibre KD-II SiC (fournie par NUDT, Chine) par la méthode sol-gel. La propriété de la fibre se trouve dans la référence23. Le processus de revêtement détaillé a été décrit dans nos travaux précédents19, 20. La température de cuisson optimisée de 900℃ et l'atmosphère en Ar ont été utilisées pour éviter la dégradation de la résistance des fibres pendant le processus de revêtement. L'épaisseur de revêtement appropriée a été obtenue en répétant le processus de préparation du revêtement pendant 6 cycles.

Des minicomposites unidirectionnels SiCf/SiC avec et sans revêtement d'interphase CaWO4 ont été préparés par la méthode d'infiltration et de pyrolyse de polymère (PIP). La structure schématique du minicomposite est illustrée à la Fig. 1.

Structure schématique du minicomposite unidirectionnel SiCf/SiC.

L'organigramme pour la préparation de minicomposites SiCf / SiC est illustré à la Fig. 2. Le procédé PIP a utilisé du polycarbosilane (PCS) pour former une matrice SiC par pyrolyse à 1100 ° C dans Ar24. Le rendement en céramique du PCS est d'environ 81 à 85 % et sa température de cristallisation est d'environ 1 000 °C. Le choix de la température de pyrolyse était basé sur l'équilibre entre la densification maximale de la matrice et la dégradation minimale des fibres. Pour le processus d'imprégnation et de réticulation, des fibres de SiC ont d'abord été immergées dans le creuset mince qui contient du PCS. Ensuite, le creuset a été transféré dans le four de séchage sous vide pour terminer le processus d'imprégnation sous vide, où un pompage continu peut assurer une imprégnation plus suffisante. Après pompage pendant 2 h, le four de séchage sous vide a été chauffé lentement jusqu'à 130 ° C pour terminer le processus de réticulation sous vide. En dehors de cela, les nanoparticules de SiC (40 nm) avec une fraction volumique de 30 à 40 % ont été remplies de PCS pour réduire la fissuration par retrait de la matrice lors de la pyrolyse. Le processus d'infiltration et de pyrolyse a été répété 7 fois pour améliorer la densité des minicomposites.

Organigramme de préparation des minicomposites SiCf/SiC.

La composition des câbles de fibres de SiC revêtues de CaWO4 a été examinée par diffractométrie aux rayons X (XRD, Ultimo IV, Riau, Japon). La morphologie des fibres de SiC enrobées et des minicomposites SiCf/SiC a été étudiée par microscopie électronique à balayage (SEM, Inspect F50, FEI) équipée d'une spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS). La porosité et la densité des minicomposites SiCf/SiC ont été mesurées par la méthode de drainage d'Archimède.

L'observation SEM in situ pendant les essais de traction des composites SiCf / SiC a été réalisée à l'aide d'un SEM (Lyra3 GMU, Tescan, République tchèque) en combinaison avec une étape de traction in situ (MTEST5000W, GATAN, UK) pour étudier le comportement à la rupture des composites. Les spécimens composites utilisés pour les essais in situ avaient une taille d'environ 1 × 2 × 15 mm, avec leurs extrémités noyées dans de la résine époxy, et la zone utilisée pour l'observation in situ était d'environ 2 × 4 mm. Les échantillons ont d'abord été pulvérisés d'or (10 mA, 15 s, épaisseur de film d'or d'environ 2 nm) pour augmenter la conductivité électrique avant d'être placés dans le SEM, puis les échantillons ont été fixés sur le montage de la platine de traction (Fig. 3). Dans l'essai de traction in situ, la platine utilisait un mode de contrôle de déplacement, c'est-à-dire que la vitesse de chargement du moteur était de 0,1 mm/min jusqu'à la rupture. L'imagerie SEM a été réalisée à l'aide d'un détecteur d'électrons rétrodiffusés avec une distance de travail de 30 mm, une tension de 10 kV et un courant de faisceau de 1 nA. Un module d'acquisition d'image automatique avec un temps d'acquisition d'image unique d'environ 3,2 s et un intervalle de 0 s a été utilisé. Le grossissement choisi pour l'observation in situ était petit, ce qui peut garantir que l'échantillon était toujours dans le champ de vision pendant le processus de traction. Après la fracture de l'échantillon, le MEB a encore acquis plusieurs photographies pour s'assurer que l'ensemble du processus d'étirement peut être observé.

Observation SEM de traction in situ d'un minicomposite SiCf/SiC : (a) échantillon et (b) plateforme de traction.

Des tests de poussée de fibre unique ont été effectués pour caractériser quantitativement la propriété interfaciale des minicomposites SiCf/SiC. Les minicomposites ont d'abord été meulés et polis à 100-300 μm, puis la tranche a été fixée au flocon de graphite avec une rainure. Il a été rapporté que l'épaisseur du composite n'affecte pas l'estimation de la contrainte de décollement interfaciale25. Enfin, la nano-indentation Agilent Technologies G200 a été utilisée pour pousser la fibre unique dans les composites. La charge maximale est de 1000 mN.

Pour évaluer les performances potentielles de l'interphase CaWO4 dans un environnement oxydant à haute température, les minicomposites SiCf/CaWO4/SiC ont été oxydés à 1000–1100 °C dans l'air pendant 10 h et 50 h dans le four à moufle (SXL-1400). De plus, les composites ont été traités thermiquement à des températures plus élevées de 1200 à 1300 ° C pendant 10 h et 50 h à l'air pour étudier la compatibilité entre le revêtement CaWO4 et SiC.

Selon l'analyse XRD de la fibre SiC revêtue de CaWO4 illustrée à la Fig. 4, seul CaWO4 a été identifié en plus de la phase β-SiC provenant de la fibre SiC sous-jacente, ce qui suggère que le revêtement d'interphase préparé est du CaWO4 pur.

Modèle XRD de fibre SiC revêtue de CaWO4.

La figure 5 montre la morphologie de surface de la fibre SiC revêtue. Avec XRD, il peut être confirmé que le revêtement d'interphase CaWO4 a été préparé avec succès sur des fibres SiC. Si on le compare au revêtement d'interphase fabriqué par des procédés CVD, par exemple le revêtement BN in7, le revêtement d'interphase CaWO4 préparé par le procédé so-gel est relativement plus rugueux.

Morphologie de surface de la fibre SiC revêtue de CaWO4.

La taille du minicomposite unidirectionnel SiCf/SiC préparé par la méthode PIP est d'environ 2 × 3 × 20 mm. La vue en coupe des minicomposites SiCf/SiC (images d'électrons rétrodiffusés au SEM) avec et sans le revêtement d'interphase CaWO4 est illustrée à la Fig. 6. Comme le montrent les Fig. 5, 6, il existe des régions autour de la fibre sans revêtement d'interphase. Des fissures de boue souvent observées dans les composites préparés par la méthode PIP26 ont également été trouvées dans les minicomposites SiCf/SiC actuels, comme le montre la Fig. 6. Selon les Fig. 6c, d, dans la zone revêtue, les revêtements d'interphase CaWO4 ont une épaisseur comprise entre 200 et 600 nm.

Vue en coupe de minicomposites SiCf/SiC : (a,b) sans revêtement d'interphase et (c,d) avec revêtement d'interphase CaWO4.

La densité des minicomposites SiCf/SiC avec et sans le revêtement d'interphase CaWO4 est d'environ 2,16 g/cm3 et 2,29 g/cm3, respectivement, et leur porosité est d'environ 14,4 % et 10 % respectivement. La porosité plus élevée des composites SiCf/SiC avec le revêtement interfacial CaWO4 est probablement due à son influence sur l'efficacité d'imprégnation du PCS. La distribution du revêtement d'interphase CaWO4 préparé par la méthode sol-gel est relativement aléatoire et susceptible de s'agréger à la surface de la fibre, ce qui peut entraver l'imprégnation du PCS. L'efficacité d'imprégnation plus faible du PCS peut entraîner une moins grande quantité de matrice SiC à l'intérieur du câble de fibres, ce qui conduit à une porosité plus élevée du minicomposite SiCf/SiC.

Comme l'une des principales fonctions du revêtement d'interphase est de rendre la pseudo-plasticité aux composites, il est nécessaire d'étudier le comportement à la rupture du composite modifié en interphase. Comme les échantillons de minicomposites préparés étaient trop petits pour effectuer des essais de traction macroscopiques fiables, l'effet du revêtement d'interphase CaWO4 sur le comportement à la rupture des minicomposites SiCf/SiC a été principalement étudié en comparant la fractographie SEM du composite avec et sans l'interphase. Les surfaces de fracture des minicomposites sont illustrées à la Fig. 7. Les surfaces de fracture du minicomposite ont été générées par le test de traction in situ comme décrit dans la section expérimentale. Des surfaces de fracture plates ont été obtenues pour le minicomposite sans revêtements d'interphase, et aucune indication de déviation de fissure à l'interface fibre / matrice ou d'arrachement de fibre n'a été trouvée (Fig. 7a, b). L'examen SEM du minicomposite sans le revêtement d'interphase suggère clairement une rupture fragile.

Surface de rupture à fort grossissement de minicomposites SiCf/SiC : (a,b) sans revêtement d'interphase et (c,d) avec revêtement d'interphase CaWO4.

Dans le cas des minicomposites renforcés avec des fibres revêtues de CaWO4, une surface de rupture rugueuse a été trouvée. Un décollement a été observé à l'interface fibre/matrice, et des arrachements distincts de fibres ont été trouvés sur la surface de fracture (Fig. 7c). De plus, l'observation SEM a montré la formation de creux dans la matrice après l'extraction des fibres (Fig. 7d).

En comparant la surface de rupture des minicomposites SiCf/SiC avec et sans revêtement d'interphase CaWO4, il est indiqué que le revêtement d'interphase CaWO4 a un effet positif en changeant le comportement de rupture d'une manière fragile à une plus ductile. Lorsqu'aucun revêtement d'interphase n'est présent à l'interface fibre/matrice, une forte liaison se forme et, par conséquent, des fissures pénètrent dans les fibres sans aucune déviation lors de la rupture des composites27,28,29. Par conséquent, une surface de fracture plate a été obtenue suggérant une énergie de fracture minimale. Dans le minicomposite SiCf/CaWO4/SiC, l'existence d'un revêtement d'interphase CaWO4 peut fournir une liaison d'interface plus faible favorisant le décollement de l'interface fibre/matrice et l'arrachement de la fibre lors de la rupture. Par conséquent, une surface de fracture robuste s'est formée associée à la consommation d'énergies de fracture plus élevées.

L'effet du revêtement CaWO4 sur la propriété interfaciale des minicomposites est en outre évalué quantitativement par le test de poussée des fibres. Les fibres situées au-dessus du sillon et entourées par la matrice ont été choisies au hasard pour les tests de poussée. Pour faciliter l'expérience de poussée en tenant compte de la liaison fibre/matrice potentiellement plus forte, les minicomposites SiCf/SiC sans revêtement d'interphase ont été meulés et polis en une tranche plus fine permettant l'utilisation de charges de poussée plus faibles. La figure 8 montre la courbe d'indentation typique des minicomposites SiCf/SiC avec (Fig. 8a) et sans revêtement d'interphase (Fig. 8b) obtenue à partir du test de poussée de fibre unique. Une courbe de poussée de fibre unique similaire a été rapportée par Zhang et al. 25. Selon la courbe charge-déplacement, le processus de poussée d'une seule fibre dans le minicomposite SiCf/CaWO4/SiC peut être divisé en quatre périodes (A, B, C et D) qui ont été marquées dans la courbe d'indentation (Fig. 8). La figure 9 montre un diagramme schématique de ces quatre périodes dans le processus d'extraction de la fibre25.

Courbe d'indentation représentative des tests de poussée monofibre sur le minicomposite SiCf/SiC : (a) avec revêtement d'interphase CaWO4 et (b) sans revêtement d'interphase.

Adapté de la référence25.

Schéma de principe du processus de poussée de fibre chargée par nanoindentation réalisé sur le minicomposite SiCf/CaWO4/SiC.

Dans la période A, le pénétrateur appuie sur la fibre SiC et la déformation élastique de la fibre SiC se produit. L'interface fibre/matrice est toujours en bon état sans fissures formées à l'interface. Pendant cette période, l'énergie d'impact de l'indenteur est entièrement assimilée par la déformation élastique de la fibre SiC25. En période B, un décollement partiel se produit à l'interface fibre/matrice, et de petites fissures se forment à l'interface provoquées par le découplage de la fibre et de la matrice. En conséquence, le module de Young du système fibre/matrice diminue comme le montre la figure 8. En période C, l'interface fibre/matrice est entièrement déliée. La poussée de la fibre est initiée, puis la fibre SiC est poussée sous la surface de la tranche. La charge critique lorsque la fibre SiC est expulsée est notée Pmax (Fig. 8). Enfin, en période D, le pénétrateur touche la matrice SiC environnante provoquant l'augmentation du module d'Young du système.

La contrainte de décollement interfacial du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC peut être calculée comme suit30, 31

où τ est la contrainte de décollement interfaciale, Pmax la charge de poussée, D le diamètre de la fibre SiC et L l'épaisseur de la tranche.

Une quinzaine d'essais de push-out ont été réalisés pour le minicomposite. La contrainte de décollement interfaciale moyenne du minicomposite SiCf/SiC avec revêtement d'interphase CaWO4 et sans revêtement d'interphase est calculée comme étant respectivement de 80,7 ± 4,6 et 130,7 ± 0,1 MPa, en utilisant l'Eq. (1). La contrainte de décollement interfacial des composites avec revêtement BN et PyC est d'environ 5 à 20 MPa32, 33, et la contrainte de décollement des composites avec interphase LaPO4 est d'environ 100 à 200 MPa34, 35. Une contrainte de décollement interfaciale plus faible représente une liaison d'interface plus faible et facilite le durcissement des composites. Par conséquent, l'efficacité de l'interphase CaWO4 pour le durcissement est susceptible d'être pire que le revêtement BN ou PyC mais légèrement meilleure ou proche du revêtement LaPO4.

Sur la base de l'étude de la surface de fracture et des mesures de contraintes de décollement interfaciales, il est évident que l'interphase CaWO4 a effectivement amélioré la propriété interfaciale en fournissant une liaison plus faible à l'interface fibre/matrice d'origine. Il est à noter, cependant, que l'effet de durcissement n'est pas spectaculaire dans les travaux actuels, comme l'indiquent la longueur de décollement limitée et la fissuration de la matrice observée à partir de la surface de fracture. Cela devrait être au moins en partie dû à l'incomplétude localisée du revêtement comme on le voit sur la figure 6. On pense qu'une optimisation future du processus de revêtement permettrait une utilisation complète de l'effet de renforcement fourni par l'interphase CaWO4.

Le minicomposite SiCf/CaWO4/SiC a été oxydé à 1000 ° C pendant 50 h et 1100 ° C pendant 10 h et 50 h, et la vue en coupe des minicomposites oxydés est illustrée à la Fig. 10. Selon l'observation SEM, le revêtement d'interphase CaWO4 était encore visible dans le composite après le processus d'oxydation, confirmant que le revêtement d'interphase CaWO4 a une bonne résistance à l'oxydation comme prévu. Par conséquent, on peut supposer que le revêtement d'interphase CaWO4 serait capable de favoriser la déviation des fissures et l'arrachement des fibres dans l'environnement riche en oxygène pendant une longue période.

Vue en coupe de minicomposites SiCf/CaWO4/SiC oxydés à (a) 1000 °C pendant 50 h, (b) 1100 °C pendant 10 h et (c) 1100 °C pendant 50 h.

L'observation SEM de traction in situ du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC après oxydation à 1100 °C pendant 50 h a été réalisée pour évaluer l'efficacité du revêtement d'interphase CaWO4 après oxydation. Un minicomposite SiCf/SiC non oxydé sans le revêtement d'interphase a également été étudié à des fins de comparaison. Les micrographies SEM obtenues in situ lors des essais de traction du minicomposite SiCf/SiC et SiCf/CaWO4/SiC oxydé sont présentées sur les Fig. 11, 12, respectivement. L'ensemble du processus de rupture du minicomposite SiCf/SiC a été achevé en moins de 2 s. Il est évident que le chemin de propagation de la fissure du minicomposite SiCf/SiC est presque perpendiculaire aux surfaces supérieure et inférieure du composite, et la fissure pénètre dans les fibres sans aucune déviation (Fig. 11). La surface de rupture plate du minicomposite SiCf/SiC est conforme à la morphologie de la surface de rupture illustrée à la Fig. 6.

Observation MEB en traction in-situ d'un minicomposite SiCf/SiC sans revêtements d'interphase.

Observation SEM de traction in situ du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC oxydé à 1100℃ pendant 50 h.

En comparaison, la déviation des fissures et l'arrachement apparent des fibres ont été indiqués lors de la rupture d'un minicomposite SiCf/CaWO4/SiC qui a été oxydé à 1100 °C pendant 50 h (Fig. 12). La figure 13 montre en outre la fractographie du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC oxydé à 1100 °C pendant 50 h. L'arrachement des fibres et le décollement de l'interface fibre/matrice ont été observés sur la surface de rupture, ce qui confirme que le revêtement d'interphase CaWO4 reste efficace pour renforcer le minicomposite après oxydation. Cela contraste fortement avec les revêtements PyC et BN, qui sont susceptibles d'être consommés par l'oxydation à des températures intermédiaires conduisant à une forte liaison à l'interface fibre/matrice et à la perte de la fonctionnalité de déviation des fissures36, 37.

Fractographie du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC oxydé à 1100 °C pendant 50 h.

Le minicomposite SiCf/CaWO4/SiC a été traité thermiquement à une température plus élevée de 1300 °C pendant 50 h pour évaluer la compatibilité thermique entre CaWO4 et SiC. L'image en coupe et la carte EDS correspondante de la zone d'interface sont illustrées à la Fig. 14. Le revêtement d'interphase CaWO4 reste visible à l'interface fibre/matrice et aucune zone de réaction évidente n'est trouvée entre l'interphase et la fibre ou la matrice. Pendant ce temps, la cartographie EDS indique l'absence de Si dans l'interphase et W ou O dans la matrice ou la fibre SiC, ce qui confirme en outre qu'aucune réaction interfaciale ne se produit après le traitement thermique à 1300 ° C pendant 50 h. Par rapport au revêtement LaPO4 qui réagit avec SiC à 1200 °C15, la bonne compatibilité thermique entre l'interphase CaWO4 et SiC à 1300 °C suggère que l'interphase CaWO4 est plus adaptée aux composites SiCf/SiC.

(a) Vue en coupe d'un minicomposite SiCf/CaWO4/SiC traité thermiquement à 1300 °C pendant 50 h. (b–d) Résultats d'analyse de carte EDS correspondants.

Des revêtements d'interphase CaWO4 relativement uniformes ont été préparés sur la fibre de SiC en utilisant la méthode de revêtement par immersion sol-gel et des minicomposites unidirectionnels SiCf/CaWO4/SiC ont ensuite été fabriqués par la méthode PIP. L'épaisseur du revêtement d'interphase était de l'ordre de 200 à 600 nm. La propriété interfaciale du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC a été évaluée quantitativement et la stabilité thermique du revêtement d'interphase CaWO4 à 1000–1300 °C dans l'air a été étudiée. Les résultats sont résumés comme suit :

La déflexion des fissures et l'arrachement des fibres sont observés lors de la rupture du minicomposite SiCf/CaWO4/SiC, indiquant qu'une faible interface fibre/matrice est fournie par le revêtement d'interphase CaWO4. La contrainte de décollement interfaciale du minicomposite SiCf/SiC avec le revêtement d'interphase CaWO4 est d'environ 80,7 ± 4,6 MPa, ce qui se situe entre celle du revêtement PyC et LaPO4.

Différent du revêtement PyC et BN, le revêtement d'interphase CaWO4 est confirmé pour avoir une bonne résistance à l'oxydation. Le revêtement d'interphase CaWO4 est préservé à l'interface et peut favoriser la déviation des fissures et l'extraction des fibres après l'oxydation du composite à 1000-1100 ° C pendant 10 à 50 h.

Le revêtement d'interphase CaWO4 n'a pas de réaction interfaciale évidente ni de diffusion avec la fibre ou la matrice SiC après traitement thermique à 1300 ° C pendant 50 h, suggérant sa meilleure compatibilité thermique avec SiC que le revêtement LaPO4. Combiné avec la contrainte de liaison interphase appropriée, le revêtement d'interphase CaWO4 a un bon potentiel pour être utilisé dans les composites SiCf/SiC.

Les ensembles de données utilisés ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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École de génie mécanique, Université Jiao Tong de Shanghai, Shanghai, 200240, Chine

Et c'est

École des sciences et de l'ingénierie des matériaux, Université Jiao Tong de Shanghai, Shanghai, 200240, Chine

Na Ni, Binbin Wu, Yinchun Shi, Xiaohui Fan et Chuanwei Li

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NN et BBW ont conçu et réalisé les expériences et analysé les données. NN et CWL ont supervisé cette étude. Tous les auteurs ont discuté des résultats, et ont rédigé et révisé le texte du manuscrit.

Correspondance avec Na Ni ou Chuanwei Li.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Ni, N., Wu, B., Shi, Y. et al. Propriétés interfaciales des minicomposites SiCf/SiC avec un revêtement scheelite. Sci Rep 12, 21950 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26626-9

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Reçu : 13 août 2022

Accepté : 16 décembre 2022

Publié: 19 décembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-26626-9

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