FR2653763A1

FR2653763A1 - Materiau composite contenant un materiau fibreux.

Info

Publication number: FR2653763A1
Application number: FR9012832A
Authority: FR
Inventors: Raj Narain Singh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1991-05-03
Also published as: IT9021942A0; US5336350A; IT9021942A1; GB9023295D0

Abstract

Le composite selon la présente invention est produit en formant des bandes constituées d'un mélange d'un matériau activateur de l'infiltration et de matériau liant organique, en disposant une couche de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore entre au moins deux des bandes en formant une structure stratifiée, en laminant la structure stratifiée, en chauffant la structure stratifiée pour enlever le matériau liant organique et en infiltrant le corps poreux résultant avec une solution de bore et de silicium.

Description

La présente invention concerne la production d'un com-

posite contenant un matériau fibreux revêtu de nitrure de bore dans une matrice contenant une phase d'une solution de bore et de

silicium élémentaire.

Les brevets US-A-4 120 731, 4 141 948, 4 148 894,

4 220 455, 4 238 433, 4 240 835, 4 242 106, 4 247 304, 4 353 953,

4 626 516, et 4 737 328, cédés à la demanderesse et considérés ici conoe connus, divulguent l'infiltration de silicium dans des matériaux comprenant du carbone, du molybdène, nitrures de bore cubique et/ou à structure diamant revêtus de carbone et des mélanges de carbone avec du carbure de silicium, nitrure de bore, nitrure de silicium, oxyde d'aluminium, oxyde de magnésium, et

oxyde de zironium.

Le renforeent par des fibres d'un matériau céramique fragile offre des possibilités notables d'accroissement de la ténacité de cette matrice. Beaucoup d'efforts ont été consacrés à la production de matériaux renforcés par des fibres et supportant de hautes températures. Des structures de matrices de carbone renforcées aux fibres de carbone ont été utilisées dans des applications structurelles à hautes températures mais elles ont l'inconvénient de présenter une faible résistance à l'oxydation (c'est-à-dire qu'elles brûlent). Des fibres de carbone à haute résistance ont été infiltrées avec du silicum fondu en espérant

que la matrice de silicium protégerait les filaments de carbone.

Toutefois, au lieu de cela, les filaments de carbone se sont convertis en colonnes irrégulières, relativement faibhles, de cristaux de SiC résultant en des caomposites de faibhle ténacité et de résistance modeste. Selon une variante, des essais ont été faits pour incorporer des matériaux fibreux du type SiC dans une matrice de silicum par un processus d'infiltration de silicium. Il y a un certain nombre de problèmes quand un matériau fibreux au carbure de silicium est infiltré par du silicium. Même si le SiC a une solubilité limitée dans du silicum fondu, cette solubilité amène

le transport et la recristallisation du SiC provoquant par consé-

quent une perte de résistance des fibres de SiC. Aussi, le carbure de silicium forme une liaison forte avec le silicium d'o

il résulte une fracture fragile du composite.

La présente invention utilise une solution de bore et de silicium élémentaire pour infiltrer un corps poreux constitué d'un matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et un matériau activateur de l'infiltration pour produire un composite dans lequel le matériau fibreux n'a pas été affecté, ou n'a pas été affecté significativement de façon nuisible par des conditions de traitement. Dans un autre mode de réalisation, étant donné que le

nitrure de bore n'est pas mouillable par le silicium, un revête-

ment d'un matériau mouillant pour le silicium est déposé sur le

revêtement de nitrure de bore.

Dans un autre mode de réalisation, on utilise des fila-

ments revêtus de nitrure de bore, d'un diamètre suffisanmment

grand, qui ne nécessitent pas un revêtement de matériau mouil-

lant. De façon générale, ces filaments ou les filaments revêtus

de nitrure de bore ont un diamètre d'au moins environ 50 micro-

mètres et une longueur minimum d'au moins environ 10 fois leur diamètre.

La présente invention permet un contrôle de la struc-

ture finale du composite. Elle permet l'obtention de n'importe quel î et aligroeit à l'intérieur d'un revétai et

entre les couches d'un matériau fibreux revêtu dans la matrioe.

L'hxroe du C6tier Pir=rerdra mieux l'irvention à partir de la descriptioa dtille ci-desscus, en relation avs la

figure jointe qui fait partie de la description et qui re--sr

un grteique illustrant le oçLtcar t en Pion d'un onde de ralisatior du présant o tcmi cDxstitu de filaents revtus

de nitrure de bore a dans une matrice, et un autre gra-

çhique illustrnt le ocprltmeoL t en traction d'un corps me

lithique.

En bref, un mode de réalisation du procédé Fur pru-

duire un crpite Conant au mo/ns enviroe 10 % du volure de matériau fibreux rêtu de nitrure de bore et ayant une porosité de ooins d'envircn 20 % en volus 1rez les étapes suivantes:

a) former des bardes crnstituies d'un nmlarge de maté-

riau activateur de i 'infiltration et de matériau liant orga-

niqx:; b>) or un revtarnt de nitrure de bore sur un matériau fibreux en n'en laissant aucure partie significative expoe c) déposer un revtnt maillant pour le siliciwm sur le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore en re laissant exposée auome partie significative du nitrure de bore; d) disxser une orxfie du matériau fihreux revêtu résultant entre les faces de deux des bandes Dour former une struture stratifiée; e) lairner la structure stratifiée pour former une strxutre lae; f) chauffer oette struture laminée pur enlever le

matériau liant orgaiq en ne laissant aucun résidu significa-

tivement nxcif en produisant un omrps poreux À

g) infiltrer un agent d'infiltration (ci-

après appelé infiltrant) fondu constitué de bore et de silicium dans le corps poreux pour produire un produit infiltré, ledit infiltrant fondu contenant du bore en solution dans une quantité de 0,1 % de la masse de silicium à une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium; et h) refroidir ledit produit infiltré en produisant ledit composite. Tel qu'utilisé ci-dessus, le mot ruban désigne aussi feuille. Tel qu'utilisé ci-dessus, "matériau fibreux" désigne

aussi des fibres, des fibres hachées, des filaments, des fila-

ments continus, des torons, des balles, des barbes, des tissus, du feutre et toute comnbinaison de ces derniers. Le matériau fibreux peut être amorphe, cristallin ou un mélange de ces derniers. Le matériau fibreux cristallin peut être monocristallin

ou polycristallin.

Dans un mode de réalisation, le matériau fibreux est choisi dans le groupe comprenant: l'oxyde d'aluminium, la

mullite, un matériau contenant du carbone, le carbone éléen-

taire, un matériau contenant du SiC, le carbure de silicium, un matériau contenant du nitrure de silicium, le silicate, et des

mélanges de ces derniers.

Le matériau contenant du carbone contient de préférence du carbone dans une quantité d'au moins environ 1% de la masse, fréquemment au moins environ 5% de la masse, du matériau fibreux. Le présent matériau contenant du carbone comprend des

matériaux tels que par exemple des carbures.

Tel qu'utilisé ci-dessus, "carbone élémentaire" désigne

toutes les formes élémentaires de carbone, incluant le graphite.

La référence faite ici à un matériau fibreux de carbure de silicium, désigne, entre autres, les matériaux actuellement disponibles o le carbure de silicium enveloppe un noyau ou substrat, et qui sont en général produits par dépôt chimique en phase vapeur de carbure de silicium sur un noyau ou un substrat

tel que, par exemple, du carbone élémentaire ou du tungstène.

Le matériau fibreux contenant du SiC contient en géné-

ral au moins environ 50% en poids de silicium et au moins environ % en poids de carbone, en se basant sur la masse du matériau fibreux contenant du SiC. Des exemples de matériaux contenant du SiC sont le carbure de silicium, Si-C-0, Si-C-O0-N, Si-C-0-Métal, Si-C-0-N-MItal et leurs mélanges, o le composant métallique est variable mais est fréquemment du titane ou du ziroenium et o l'oxygène, l'azote et le métal sont geénralement présents dans une quantité d'au moins environ 1% de la masse du matériau fibreux. Le matériau fibreux contenant du nitrure de silicium contient en général au moins 50% en poids de silicium et au mions

environ 25% en poids d'azote, en se basant sur la masse du maté-

riau fibreux contenant du nitrure de silicium, et il est choisi dans le groupe oomprenant: Si-N-0, Si-C-O-N, Si-N-0-Mtal, Si-C-0-N-Mrtal, et leurs mélanges, o l'oxygène, le carbone et le métal sont chacun présents dans une quantité d'au moins environ

1% de la masse du matériau fibreux.

Il y a des processus connus dans l'art antérieur qui utilisent des précurseurs organiques pour produire des matériaux fibreux contenant du SiC et du nitrure de silicium qui peuvent introduire une grande variété d'éléments dans le matériau fibreux.

Le matériau fibreux est solide et stable à la tempéra-

ture du présent prooessus. De préférence, le matériau fibreux a, dans l'air à la température ambiante, c'est-à-dire entre environ C et environ 30 C, une résistance à la traction minimum d'environ 690 MPa (100 000 psi) et un module d'élasticité minimum

d'environ 170 000 MPa (25 000 000 psi).

Lors de la mise en oeuvre du présent processus, des revêtements de nitrure de bore sont déposés sur le matériau fibreux pour produire un revêtement qui ne laisse exposée aucune partie notable et de préférence aucune, du matériau fibreux. Le

revêtement de nitrure de bore devrait être continu, et de préfé-

rence il est d'épaisseur uniforme ou au moins sensiblement uni-

forme. Le revêtement de nitrure de bore peut être déposé sur le matériau fibreux par un certain nombre de techniques connues sous des conditions qui n'ont aucun effet significativement nocif sur le matériau fibreux. De façon générale, le revêtement de nitrure de bore peut être déposé par dépôt chimique en phase vapeur avec des réactions telles que: B3N3H6(g)--> 3BN(s) + 3H2(g) (1) B3N3H3C13(g)-->3BN(s) + 3HCl(g) (2) BC13(g) + NH3(g)->BN(s) + 3HCl(g) (3) De façon générale, le dépôt chimique en phase vapeur de nitrure de bore s'effectue à des températures d'environ 900 C à 1800 C dans un vide partiel, dans des conditions particulières

connus de l'art antérieur ou déterminables de façon empirique.

Le revêtement de nitrure de bore doit être au moins

suffisamment épais pour être continu. De façon générale, le revé-

tement est suffisamment mince pour que le coefficient de dila-

tation thermique du matériau fibreux revêtu de niture de bore soit le même, ou pas significativement différent, que celui du matériau fibreux non revêtu. De façon générale, l'épaisseur du revêtement est d'environ 0, 3 micromètre à environ 5 micraomètres, et typiquement d'environ 0,5 micromètre. L'épaisseur particulière

du revêtement peut être déterminée de façon empirique, c'est-

à-dire elle doit être suffisante pour empêcher une réaction, ou empêcher significativement une réaction, entre le matériau fibreux et le produit d'infiltration utilisé dans les conditions particulières utilisées. Le revêtement de nitrure de bore ne devrait laisser exposée aucune partie, ou partie significative, du matériau fibreux. Dans la présente invention, le revêtement de

nitrure de bore empêche le contact, ou empêche de façon signifi-

cative le contact, entre le matériau fibreux et le produit d'infiltration. Quand une solution saturée de bore et de silicium est utilisée comme produit infiltrant, le revêtement de nitrure de bore ne réagira pas avec, ou ne se dissoudra pas dans, le produit infiltrant fondu. Toutefois, quand une solution insaturée

de bore et de silicium est utilisée comme infiltrant, le revête-

ment de nitrure de bore peut ou non réagir avec, ou se dissoudre dans, le produit infiltrant fondu et ceci peut être déterminé de façon empirique, dépendant beaucoup du temps, de la température et de la concentration de bore dans la solution. Par exemple, pour une solution insaturée donnée, le revêtement de nitrure de bore survivra mieux à des températures plus basses et/ou des temps plus courts. De façon générale, le temps d'infiltration augmente avec la taille du corps poreux. Les corps poreux de dimensions plus grandes, peuvent, par conséquent, nécessiter des

revêtements de nitrure de bore plus épais quand le produit infil-

trant est une solution insaturée. Toutefois, pour un temps

d'infiltration et une température donnés, alors que la concentra-

tion de bore dans la solution augmente, la tendance du revêtement de nitrure de bore à réagir avec, ou à se dissoudre dans, le

produit infiltrant fondu décroit habituellement.

Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour déter-

miner si le revêtement de nitrure de bore a survécu. Par exemple, si le composite présente des fibres tirées lors d'une fracture, le revêtement de nitrure de bore a survécu. Aussi, un revêtement de nitrure de bore sur le matériau fibreux peut être détecté dans une section du présent ccmposite avec un microscope électronique

à balayage.

Selon un mode de réalisation, un revêtement de matériau mouillant pour le silicium est déposé sur le revêtement de nitrure de bore en le recouvrant pratiquement. De préférence, le revêtement mouillant pour le silicium ne laisse exposée aucune partie, ou aucune partie significative, du revêtement de nitrure de bore. Aussi, de préférence, le revêtement mouillant pour le

silicium est d'épaisseur uniforme ou au moins d'épaisseur sensi-

blement uniforme. De façon générale, l'épaisseur du revêtement mouillant pour le silicium est d'environ 500 Angstrôms à environ 3 microantres, et est typiquement d'environ 0,5 micraomètre. Son épaisseur particulière est déterminée de façon empirique et dépend beaucoup de son taux de consommation, s'il y en a, et du

composite particulier désiré.

Selon le présent processus, le revêtement mouillant pour le silicium est un solide. Sa composition particulière dépend beaucoup du composite particulier désiré et est déterminée de façon empirique. Il devrait être suffisamment mouillé par le

produit infiltrant pour permettre la production du present compo-

site. De préférence, le produit infiltrant a un contact ou un angle de mouillage avec le matériau monnillant pour le silicium de

moins de 90 degrés pour permeaL e une infiltration par capil-

larité. Le revêtement mouillant pour le silicium ne doit avoir

aucun effet nccif significatif.

A titre d'exemple de matériaux mouillants pour le sili-

cium utiles, on peut citer le carbone élémentaire, un carbure métallique, un métal qui réagit avec le silicium pour former un siliciure, un nitrure métallique tel que le nitrure de silicium, et un siliciure métallique. Le carbone élémentaire est préféré et, habituellement, il est déposé sur le matériau revêtu de nitrure de bore sous la forme d'un carbone pyrolytique. De faQon genérale, le carbure métallique est un carbure de silicium, de

tantale, de titane ou de tungstène. De façon genérale, le sili-

ciure métallique est un siliciure de chrome, de molybdène, de

tantale, de titane, de tungstène ou de zironium.

Le métal qui réagit avec le silicium pour former un siliciure ainsi que le siliciure doivent avoir des points de fusion plus élevés que le point de fusion du silicium et de préférence plus élevés qu'environ 1450 C. De tels métaux sont par exemple le chrome, le molybdène, le tantale, le titane, le

tungstène et le ziroenium.

Des techniques connues peuvent être utilisées pour déposer le revêtement de matériau mouillant pour le silicium, qui est généralement déposé par dépôt chimique en phase vapeur en

utilisant des techniques à basse pression.

Les revêtements de carbure métallique et de silicure métallique peuvent être dlretement déposés à partir de leur vapeur. Selon une variante, le revêtement de carbure métallique peut être formé in situ en déposant d'abord du carbone puis du métal dans des conditions qui favorisent la formation de carbure métallique. Si désiré, un revétatnt de siliciure métallique peut être produit en déposant d'abord le métal, puis le silicium dans

des conditions qui favorisent la formation de siliciure métal-

lique. Le matériau activateur de 1 'infiltration est aussi un matériau mouillant pour le silicium qui est suffisamment mouillé par le produit infiltrant pour permettre la production du présent composite. De préférence, le produit infiltrant a un contact ou un angle de mouillage avec le matériau activateur de l'infil- tration de moins de 90 degrés pour permettre une infiltration par capillarité. Le matériau activateur de l'infiltration ne doit avoir aucun effet nocif significatif dans le présent processus, ou sur le composite résultant. La composition particulière du matériau activateur de l'infiltration est déterminée de façon empirique et dépend beaucoup du composite particulier désiré,

c'est-à-dire des propriétés particulières désirées du composite.

A titre d'exemple de matériaux activateurs de l'infil-

tration utiles, on peut citer le carbone élémentaire, un carbure métallique, un mnétal qui réagit avec le silicium pour former un siliciure, un nitrure métallique, un siliciure métallique et des

mélanges de ces derniers.

Le carbone élémentaire est un matériau activateur de l'infiltration préféré. Dans un mode de réalisation, le carbone élémentaire constitue environ 5 % à environ 100 % ou environ 10 %

à environ 50, de la masse du matériau activateur de l'infiltra-

tion. A titre d'exemple de carbures métalliques activateurs de l'infiltration utiles, on peut citer le carbure de bore, le

carbure de molybdène, le carbure de niobium, le carbure de sili-

cium, le carbure de titane et des mélanges de ces derniers. On

préfère le carbure de silicium.

Dans un mode de réalisation préféré, le matériau acti-

vateur de l'infiltration est constitué d'un mélange de matériau fibreux en carbone élémentaire, de préférence du feutre écrasé de carbone, et de poudre de carbure de silicium, o la poudre

constitue environ 10 % à environ 50 % de la masse du mélange.

A titre d'exemple de nitrures métalliques activateurs de l'infiltration on peut citer le nitrure d'aluminium, le nitrure de niobium, le nitrure de silicium, le nitrure de titane,

le nitrure de zirconium et des mélanges de ces derniers.

A titre dTexemple de métaux qui réagissent avec le silicium pour former un siliciure on peut citer le chrcme, le mollydène, le tantale, le titane, le tungstène, le zirconium et

des mélanges de ès derniers. De mnme, à titre d'exemple de sill-

ciures métalliques activateurs de l'infiltration, on peut citer le siliciure de chrome, le siliciure de molybdène, le siliciure de tantale, le siliciure de titane, le siliciure de tungstène, le siliciure de zirconium et des mélanges de ces derniers. Le métal qui réagit avec le silicium pour former un siliciure ainsi que le siliciure doivent avoir des points de fusion plus élevés que le point de fusion du produit infiltrant et de préférenoe plus élevé

qu'environ 1450 C.

De façon générale, le matériau activateur de 1'infil-

tration est un solide dans le présent proèssus. Toutefois, dans un mode de réalisation, le silicium élémentaire fait partie du matériau activateur de l'infiltration et son volume représente jusqu'à environ 30 %, de préférenoe d'environ 1 % à environ 10 %, du volume du matériau activateur de l'infiltration. Le silicium élémentaire, en tant que partie du matériau activateur de

l'infiltration, est fondu quand le produit infiltrant est infil-

tré dans la structure poreuse et favorise son infiltration.

Le matériau activateur de l'infiltration peut être sous forme de poudre, d'un matériau fibreux et de mélanges de ces derniers. Quand le matériau activateur de l'infiltration est sous forme de particules, les particules ont en génral une surface d'environ 0,2 à environ 10 m2/g et fréqueâmnt, d'environ 2 à environ 4 m2/g. Quand le matériau activateur de l'infiltration est sous forme d'un matériau fibreux, il est généralement sous forme de barbes, de fibres hache et de mélanges de oes derniers. Généralement, les barbes ont une longueur de moins d'environ 50 micromrtres et un diamrtre de moins d'environ 10 micrcartres. De préférence, les barbes sont cristallines et sont constituées de carbure de silicium, de nitrure de silicium et de mélanges de ès derniers. Génralement, les fibres ooupées ont une longueur de moins d'environ 50 micrcartres et une largeur de moins d'environ 10 micromètres. De préférence, les fibres hachées sont constituées de graphite. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau activateur de l'infiltration est constitué d'un mélange de particules et de matériau fibreux o celui-ci, de préférence des barbes, a une masse d'environ 1 % à environ 50 %, ou d'environ 10 % à environ 40 %, de la masse du mélange. La quantité et le type du matériau activateur de l'infiltration dépend beaucoup du composite particulier désiré et est déterminé

de façon empirique.

Le matériau liant organique utilisé dans le présent processus lie le matériau activateur de l'infiltration pour former une bande ou une feuille d'épaisseur et de contenu en solides désirés. Par contenu en solides, on entend le contenu en

matériau activateur de l'infiltration. Le matériau liant orga-

nique, c'est-à-dire le composant de la bande distinct du contenu en solides, se décompose thermiqueoent à une température élevée inférieure à environ 800 C, de façon générale d'environ 50 C à environ moins de 800 C, et de préférence d'environ 100 C à

environ 500 C, en un produit gazeux de décomposition qui s'éva-

pore en ne laissant aucun résidu significativement nocif.

Le matériau liant organique est un matériau thermoplas-

tique à composition très variable et qui est bien connu dans la technique ou qui peut être déterminé empiriquement. Outre un

liant polymère organique il peut comprendre un plastifiant orga-

nique pour ajouter de la flexibilité. La quantité de plastifiant est très variable et dépend beaucoup du liant particulier utilisé et de la flexibilité désirée, mais dans un cas type, elle peut aller jusqu'à environ 50 % de la masse du contenu organique total. De préférence le matériau liant organique est soluble dans

un solvant volatile.

A titre d'exemple d'agents liants organiques utiles, on

peut citer les acétates de polyvinyle, les polyamides, les acry-

lates de polyvinyle, les polyméthacrylates, les alcools de poly-

vinyle, les butyrals de polyvinyle, et les polystyrènes. La masse moléculaire utile du liant est connu dans la technique ou peut être déterminde empiriquement. Couramment, le liant organique a une masse moléculaire moyenne au tooins suffisante pour qu'il

maintienne sa forme à la température ambiante et de façon géné-

rale une telle masse moléculaire moyenne est d'environ 20 000 à environ 200 000, fréquemment d'environ 30 000 à environ 100 000. A titre d'exemple de plastifiants utiles, on peut citer le phtalate de dioctyle, le phtalate de dibutyle, le glutarate de

diisodécyle, le polyéthylène glycol et le trioléate de glycérol.

En effectuant le présent prooessus, le matériau activa-

teur de l'infiltration et le matériau liant organique sont

mélangés pour former un mélange ou une pâte de préférence uni-

forme, ou au moins sensiblement uniforme, qui est formée en une bande d'épaisseur et de contenu en solides désirés. Plusieurs techniques classiques peuvent être utilisées pour former le

mélange et la feuille ou bande verte résultante. De façon géné-

rale, le matériau activateur de l'infiltration est sous une forme utile pour en obtenir une pâte pour former la bande désirée. De

façon genérale, les composants sont moulus dans un solvant orga-

nique dans lequel le matériau organique est soluble ou au moins partiellement soluble, pour produire un mélange ou suspension malléable. A titre d'exemple de solvant convenable, on peut citer le méthyl éthyl kétone, le toluène et 1'alcool. Le mélange ou la pâte malléable est alors déposé en une bande d'épaisseur désirée de manière classique, genéralement à la lame, c'est-à-dire par étalement contr1lé du mélange ou de la pâte sur un support dont ils peuvent être facilement détachés tel que du téflon. La bande déposée est séchée en évaporant le solvant pour produire la

présente bande ou feuille qui est alors retirée du support.

La quantité particulière du matériau liant organique

utilisée pour former le mélange peut être déterminée empirique-

ment et dépend beaucoup de la quantité et de la distribution des solides désirés dans la bande résultante. De façon générale, le matériau de liaison organique constitue environ 25 % à environ %, fréquemment d'environ 25 % à environ à 50 %, du volume du

contenu en solides de -la bande.

La présente bande ou feuille peut être aussi longue et aussi large que désiré, et de façon générale, son épaisseur est uniforme ou sensiblement uniforme. Son épaisseur dépend beaucoup de la fraction volumique de matériau fibreux revêtu qui doit être contenue et du composite particulier désiré et est déterminable empiriquement. Les bandes doivent être au moins suffisamment larges pour contenir une quantité de matériau activateur de

l'infiltration qui produit le présent composite. De façon géné-

rale, si les fractions volumiques du revêtement ou des couches de

matériau fibreux augmentent, des quantités plus faibles de maté-

riau activateur de l'infiltration sont requises. De façon géné-

rale, la bande a une épaisseur d'environ 25 micraomètres (0,001 pouoe) à environ 1300 micromètres (0,052 pouce), fréqueent

d'environ 125 micromètres (0,005 pouce) à environ 1000 micro-

mètres (0,040 pouce), et plus fréquemment d'environ 250 micro-

mètres (0,01 pouce) à environ 500 micromrtres (0,02 pouoe).

De façon générale, en mettant en oeuvre le présent processus, une couche du matériau fibreux revêtu est placée

entre, c'est-à-dire est intermédiaire à, deux bandes, c'est-

à-dire entre deux faces des bandes, pour former une structure stcratifiée, de préférence sensiblement une structure sandwich. La

couche du matériau fibreux revêtu peut être continue ou discon-

tinue et contient suffisamment d'espaoe vide pour autoriser la

production du présent comnposite. De préférence, il y a suffisam-

ment d'espace vide dans la couche entre les fibres des filaments, les torons, les faisceaux de fibres, ou les barbes pour autoriser un déplacment suffisant des bandes entre ces derniers pendant le laminage de la structure stratifiée pour produire le présent camposite. L'étendue de l'espace dans les couches de matériau fibreux revêtu est déterminée empiriquement et dépend beaucoup de

la taille du matériau activateur de l'infiltration et du campo-

site particulier désiré. Une quantité suffisante du matériau activateur de l'infiltr-ation est d'une taille, et de préférenoe compris dans une taille, qui peut pénétrer dans les espaces de la couche du matériau fibreux revêtu suffisamment pour produire le

présent composite.

tk cert.n rtre de s du manitu f tu pat & uetfl dans la fezmtiaon de la stcue sstifie & crrdit an qu'elle so8 nt S les unes des autre par urs bande. Le rore de brm et de coucus du matériau firc utili est trés variable et db tea_.rcp du c"npxit parti-

oiUer dsir_. D pré.fér, les bardes dans la stute stra-

tift nFCt au m:ins siblt de me étendue les tues que les

aultes, c'est--dise sensiblemat en stre du type sardwid. ta quantit du matèriau fibre et dètemtrge erpiriqsret et

de'rait être suffisanta pu produire le c it final oonte-

rant au mtoors environ 10 % du volute de rat-riau fibreux revêtu

de nitrure de bore ac de matêriau & fibres de nitrure de tcre.

:eln un m:de de réalisatia du prét prsus, a n'urtlli=e pas de revtrrent mouillant pour le siliciun çpour un a de matériau fi cbx stitube d'un certain nuibre de fLlam-ts "ontims rtus de nitrur de bore ayant un dia3tre d'au noins 50 miccrtres, de pr.férer d'errviro 50 micomr6tes à envimi 250 micrm:tres, frêquerTt d'envisr 70 micrcmrtres à ewircn 200 mictjmrtres, ao d'environ 100 micrrmtres a environ 150 micrtres. Ces filame rntus de nitrure de bore reuv%t

être aussi longs que désiré et "nt, de fag:r 9rrale, une lcn-

gçeu minimum d'au tooins environ 10 fois leur diamrtre, et seloe

n mocde de rèalisation sont plus longs qu 'environ 1000 micro-

titres ou plus lc"gs qu'erwixon 2000 micromrtres. Le diatre ndn des filafents revetus de nitnrre de bare dp eauup

de ler esparset raini/rrun nssare pour y autodrier le dêpla-

oernt ou la ç tration des bardes, et est dtnninr, erpiri-

t. Pour une frctioe volunique done de filaments, si le diatre des filaments dimiroe, la quantit totale d'esp8e vide

diminoe, rendant plus difficile la p3tration du matériau acti-

vateur de 1' infiltration.

De prfex, selcr un izle de réalisatitc, cn utilis gE nformm crnstie d' uce de plusieurs filarents revetus de nitrure de hroe continus qui scnt espacs les uns des

autres et qui sont parallèles, ou au moins sensiblent paral-

lèles, entre eux. L'espaoe minimum entre les filaments revêtus est au moins suffisant pour y permettrLe le déplacement des

bandes, et de façon générale, il est d'au moins environ 50 micro-

mètres, et fréquemient d'au moins environ 100 micromatres. De façon génerale, l'espacement entre les filaments revêtus dans une seule couche est sensiblement égal, ou si désiré, il peut être variable. La charge en filaments du composite peut être modifiée en changeant l'espacement entre les filaments revêtus et/ou l'épaisseur de bande. Selon un mode de réalisation préféré, les filaments sont constitués de carbure de silicium ou de carbone élémentaire et des barbes de carbure de silicium constituent environ 1 % à environ 40 % de la masse du matériau activateur de l'infiltration. La présente invention autorise la production d'un composite final à fraction volumique élevée d'un certain nombre

de filaments continus alignés uniaxialement.

La préforme de filaments revêtus peut être produite par un certain nombre des techniques classiques. Par exemple, les filaments revêtus peuvent être alignés uniaxialement et espacés en les plaçant dans un dispositif adéquat muni de sillons selon l'espacement désiré. La couche de filaments revêtus peut être

retirée du dispositif avec une bande adhésive placée aux extré-

mités des filaments. Ces extrémités peuvent éventuellement être

retirées de la structure laminée en les sectionnant.

Selon un mode de réalisation, avant l'assemblage de la structure stratifiée, une solution du présent liant organique

dans un solvant organique est déposée, de façon générale pro-

jetée, sur les faces des bandes, qui doivent être mises en contact avec la couche du matériau fibreux revêtu; séchée pour évaporer le solvant et pour laisser une pellicule collante de liant organique pour augmenter l'adhérence. La concentration massique de liant organique dans la solution est très variable

et, de façon générale, est d'environ 1 % à environ 10 %. La solu-

tion est projetée sur la faoe de la bande pendant un intervalle

de temps, déterminable empiriquement, de manière qu'après évapo-

ration du solvant il reste suffisamment de liant collant pour augnter 1 ' de fagxrt significative Au ft 1 iter la ltat n des bardes. De préférer,; le s ae est effetua dans

l'air à tçrature ambiante en moins d'ure minute, et typique-

noent, oen quelques suxes. Le liant déposé pet êto uns peli/cule conti/ne ou ds ti/nue, et typiquement, 0,2 milli-

gr9raz de liant collant par cent/m e carre de surf &e convient.

ta structure stratifiée est alors lamirf sous ure pression et A une texp'erature dtetrm 's empiriquement et dée'rant beaucoup de la composition partioliêre du matériau liant organique pour former une structure lami. Le laminage peut êLtu effectué d'une manière classique. De préférerce, la tempêrature de laminage est inférieure à la température à

Laquelle il y a une décxmposition, ou une déocrnosition signifi-

cative, du matériau liant organique et de façon gérnrale, une température élevée inférieure à 250 C est utile et il n'y a pas

d'avantage significatif à utiliser des tempnratures plus éle-

voes. Typiquement, la rature de laminage est d'environ 35 C à environ 200 C et la pression est d'environ 34 bar (500 psi) &

environ 210 bar (3000 psi). De façtn génrrale, le temps de lami-

naqe est d'environ 34 bar une demi minute à environ 5 minutes.

Aussi, de façon 'geérrale, le laminage est effectué dans l'air.

Si on le souhaite, la structure lamir peut être coupée en des dimensio's désirées par des mcyens adéquats tels qu'une scie diamantée. Frnuaemment, la structure lami est flexible et peut être déformée en une forre désirée, déçerdant beaucoup du diamntre des fibres et de l'épaisseur de la structure laminre, et peut rnzessiter de la chaleur pour augmenter la flexibilité.

La structure lamine est chauffée pour d6ccnposer ther-

miquement le matériau liant organique, ce qui produit un oorps

poreux onstitué du matériau fibreux revêtu et du matériau acti-

vateur de l'infiltration. La vitesse de chauffe dépend beaucoup

de l'épaisseur de l'chantillon et des caractéristiques du four.

A des t a tures de cuissoe allant jusqu'à environ 500 C, une

vitesse de chauffe plus lente est souhaitable à cause des quan-

tités plus importantes de gaz générées à ces températures par la décomposition du matériau liant organique. Typiquement, la vitesse de chauffe pour un échantillon de moins d'environ 6 millimètres (6000 micrometres) d'épaisseur peut être d'environ 15 C par heure à environ 30 C par heure. A une température de moins d'environ 800 C, la décomposition thermique est achevée en

ne laissant aucun résidu nocif notable.

La décomposition thermique peut être effectuée dans n'importe quelle atmosphère, de préférence à environ la pression

atmosphérique ou en-dessous, qui n'a aucun effet nocif signifi-

catif sur l'échantillon telle que, par exemple, de l'argon. De préférence, la décomposition thermique est effectuée dans un vide

partiel pour faciliter l'évacuation des gaz.

Le corps poreux résultant est constitué de la couche ou des couches de matériau fibreux revêtu et de matériau activateur

de l'infiltration. Le corps poreux a une structure et une poro-

sité ouverte qui permettent la production du présent composite.

De façon générale, la porosité ouverte est répartie dans ou à travers le corps. Porosité ouverte désigne ici des pores, des cavités, ou des canaux atteignant la surface du corps, ce qui rend possible l'accès des surfaces intérieures à l'atmosphère ambiante ou à l'infiltrant. La quantité particulière de porosité

* ouverte est déterminée empiriquement et dépend beaucoup du compo-

site final particulier désiré. De façon générale, le corps poreux a une porosité ouverte d'environ 25 % à environ 80 % du volume du corps. Fréquemment, le corps poreux a une porosité ouverte d'environ 35 % à environ 75 %, ou d'environ 40 % à environ 50 %, du volume du corps. De préférence, la porosité ouverte permet

l'infiltration par capillarité de l'infiltrant fondu.

De préférence, la porosité ouverte est constituée de petits pores, de préférence d'environ 0,1 micromtre à environ micromntres, et de préférence au moins significativement ou sensiblement uniformément répartis dans ou à travers le corps poreux, ce qui permet la production d'un composite o la phase

matrice est au moins significativement ou sensiblement unifor-

mement répartie dans ou à travers le composite.

De façon générale, le corps poreux n'a pas de porosité fermee. Porosité fermée désigne ici des pores fermes ou des cavités, c'est-à-dire des pores non ouverts à la surface du corps

et par conséquent non en contact avec l'atmosphère ambiante.

Le oontenu en cavités ou pores, c'est-à-dire la poro- sité ouverte ou fermée, peut être déterminé par des techniques

physiques et métallographiques classiques.

Dans la mise en oeuvre du présent processus, on prévoit une composition infiltrante constituée de bore et de silicium o

la fraction massique du bore par rapport au silicium est d'envi-

ron 0,1 % à environ 10 %. De façon générale, la composition infiltrante peut être préréagie, c'est-à-dire avoir du bore dissous dans le silicium onstituant le présent infiltrant, avant 1'infiltration. De préférence, la composition est prérzagie avant

1' assemblage pour effectuer l'infiltration.

Le présent infiltrant est onstitué de bore et de sili-

cium o la fraction massique du bore par rapport au silicium est, de façon générale, d'environ 0,1 % a environ 10 %, fréquenmant d'environ 1% à environ 10 %, et de préférence d'environ 1 % à environ 3 %. Le bore dont la fraction massique par rapport au silicium est d'environ 0,1 % a environ 1,6 % est en solution dans

le silicium, et à environ 1,6 % il forme une solution saturée.

Au-dessus de 1,6 %, le bore forme un complexe avec le silicium qui précipite sous la forme d'un solide finement dispersé. Des quantités de bore au-delà de 10 % de la masse du silicium ne présentent aucun avantage. Quand l'infiltrant est fondu, le précipité est habituellement du SiB6. Quand l'infiltrant est solide, le précipité peut être du SiB3, du SiB6, ou un mélange de ces derniers. Les complexes de bore et de silicium n'ont aucun effet significatif sur le présent processus, c'est-à-dire qu'ils sont sensiblement inertes. De préférence, l'infiltrant contient une solution saturée de bore dans le silicium et idéalement il

est constitué d'une telle solution saturée.

L'infiltrant peut être formé d'une façon connue. Par exemple, un mélange de poudre de bore et de silicium peut être chauffé dans une atmosphère non-oxydante pour le silicium à une

température o le silicium est fondu et o le bore s'y dissout.

Selon un mode de réalisation préféré de mise en oeuvre

du présent processus, le corps poreux et l'infiltrant ou compo-

sition infiltrante sont mis en contact avec un moyen d'infil- tration de manière que l'infiltrant fondu soit infiltré dans le corps. Le moyen d'infiltration permet au present infiltrant fondu d'être infiltré dans le corps. Par exemple, on forme un assemblage constitué du corps poreux en contact avec le moyen qui est en contact avec l'infiltrant solide et qui permet l'infiltration de l'infiltrant quand il est fondu, dans le corps poreux. Selon une technique d'infiltration, le corps poreux est

placé sur un tissu de carbone élémentaire, un moroeau d'infil-

trant est aussi placé sur le tissu, et l'assemblage résultant est chauffé à la température d'infiltration. A la température d'infiltration, l'infiltrant fondu migre le long du tissu et s'infiltre dans le corps poreux. Après l'infiltration, le tissu

de carbone peut être retiré du composite par meulage au diamant.

Selon une autre technique, la procédure d'infiltration peut être réalisée comoe cela est exposé dans le document US-A-4 626 516 qui divulgue un assemblage comprenant un moule à trous d'infiltration et un réservoir contenant du silicium élémentaire. Une préforme est placée à l'intérieur du moule et

des msches de carbone sont placées dans les trous d'infil-

tration. Les muches sont en contact avec la préforme et aussi avec le silicium et à la température d'infiltration du silicium

fondu migre le long des mèches dans la préforme.

Le document US-A-4 737 328 décrit une autre technique d'infiltration qui consiste à mettre en contact une préforme avec

une poudre constituée de silicium et du nitrure de bore hexa-

gonal, à chauffer la structure résultante à une température à laquelle le silicium est liquide et à infiltrer le silicium liquide dans la préforme. Apres l'infiltration, la poudre de

nitrure de bore hexagonal est retirée du composite par brossage.

Le présent assemblage est chauffé à la température d'infiltration dans un vide partiel non oxydant, en particulier non oxydant pour l'infiltrant fondu, o les gaz résiduels n'ont aucun effet significativement nocif sur cet assemblage et la présente infiltration est effectuée dans un tel vide partiel non oxydant. De préférence, un tel vide partiel non oxydant est prévu avant le début du chauffage. Le vide partiel doit au moins être suffisant pour éviter l'emprisonnement de poches de gaz qui entraîneraient une porosité excessive, c'est-à-dire qu'il doit être suffisant pour produire le présent composite. De façon gerérale, un tel vide partiel est d'environ I Pa (0,01 torr) à environ 270 Pa (2 torr), et habituellement d'environ 1 Pa (0,01 torr) à environ 130 Pa (1 torr), pour assurer l'évacuation

des gaz emprisonnés dans le corps sous infiltration.

Habituellement et pour des raisons pratiques, le four utilisé est un four en carbone, c'est-à-dire un four fabriqué à partir de carbone élémentaire. Un tel four réagit comme un capteur d'oxygène pour l'atmosphère à l'intérieur du four en réagissant avec l'oxygène pour produire du o0 ou du 002 et est, par conséquent, en atmosphère non oxydante, c'est-à-dire que les

gaz résiduels n'ont aucun effet nocif significatif sur l'infil-

trant infiltré. La présente infiltration ne peut pas être effectuée dans l'air car le silicium liquide s'oxyderait et formerait une couche dense de silicate avant une infiltration significative de l'infiltrant. Au cas o un four en carbone ne serait pas utilisé, il serait préférable qu'un capteur d'oxygène soit présent dans le four, tel que du carbone élémentaire, pour assurer le maintien de l'atmosphêre non oxydante. Selon un autre mode de réalisation, d'autres atmosphères non oxydantes qui n'ont aucun effet nocif significatif sur la structure dans le four peuvent être utilisées à des vides partiels d'environ 1 Pa (10-2

torr) à environ 270 Pa (2 torr).

La présente infiltration est effectuée à une tempé-

rature o l'infiltrant est fondu et qui n'a pas d'effet nocif significatif sur le corps poreux sous infiltration. La présente tmpérature d'infiltration va d'une température à laquelle l'infiltrant est fondu à une température à laquelle il n'y a pas d'évaporation significative de l'infiltrant. Le silicium fondu a une fhaible viscosité. Le point de fusion du silicium, et par oensquent le point de fusion du présent infiltrant, peut varier et dépend beaucoup des impuretés particulières qui peuvent être

présentes. De façon générale, la présente température d'infil-

tration est de plus d'environ 1400 C à environ 1550 C et de

préférence d'environ 1450 C à environ 1500 C. La vitesse de péné-

tration de l'infiltrant dans le corps poreux dépend du mouillage

du corps par l'infiltrant fondu et de la fluidité de ce dernier.

Si on augmente la température, le mouillage du corps poreux par

l'infiltrant fondu est amélioré.

Dans le présent processus, une quantité suffisante d'infiltrant est infiltrée dans le corps poreux pour produire le présent composite. L'infiltrant fondu est mobile et hautement réactif. Il a une affinité pour les matériaux mouillables par le silicium en les mouillant ou en réagissant avec eux. Il a une forte affinité pour le carbone élémentaire, en le mouillant et en

réagissant avec lui pour former du carbure de silicium. L'infil-

trant fondu a aussi de l'affinité pour n'importe quel métal avec lequel il réagit pour former du siliciure métallique. De plus, une quantité suffisante d'infiltrant est infiltrée dans le corps poreux pour remplir les pores ou les cavités qui pourraient

subsister pour produire le présent composite.

La durée nécessaire pour l'infiltration par 1' infil-

trant est déterminable empiriquement et dépend beaucoup de la

taille du corps poreux et de l'étendue de l'infiltration néces-

saire. De façon générale, elle est achevée en moins d'environ 20

minutes, et souvent dans moins d'environ 10 minutes.

Le corps infiltré résultant est refroidi dans une

atmosphère et à une vitesse qui n'ont aucun effet nocif signi-

ficatif. De préférence, il est refroidi dans le four sous un vide partiel non oxydant jusqu'à environ la température ambiante, et

le composite résultant est récupéré.

Dans le présent processus, il n'y a pas de perte, ou pas de perte signicative, du matériau fibreux revêtu de nitrure

de bore, et du matériau activateur de l'infiltration.

Le présent composite est constitué de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et d'une phase matrice. La phase matrice est distribuée dans ou à travers le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et, de façon générale, elle remplit sensiblement complètement les espaces. Habituellement, la phase matricoe est continue et interconnectante. De façon générale, la matrice dans le composite final a un coefficient de dilatation thermique allant d'une valeur inférieure à oelle du matériau fibreux revêtu de nitrure de bore jusqu'à une valeur inférieure à

environ 15 % de plus que celle-ci. La production d'un tel ccmpo-

site peut être déterminée empiriquement. Plus préférentiellement, pour des propriétés mécaniques optimales du composite, la matrice a un coefficient de dilatation thermique allant jusqu'à environ

oelui du matériau fibreux revêtu de nitrure de bore.

De façon générale, la matrice est en contact direct avec plus de 70 % de la surface du matériau fibreux revêtu de nitrure de bore. Fréquemment, la matrice revêt ou enveloppe chaque fibre, filament, toron, faisceau de fibre ou barbe revêtu du matériau fibreux revêtu de nitrure de bore, suffisamment pour être en contact avec plus de 80 %, de préférence plus de 90 %, et plus préférentiellement plus de 99 %, de la surface du matériau fibreux revêtu de nitrure de bore dans le composite. Idéalement, le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore est sensiblement ou

totalement enveloppé par la phase matrice.

De façon générale, le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore a une fraction volumique par rapport au composite

d'environ 10 % à environ 70 %, fréquemment d'environ 20 % à envi-

ron 60 %, ou d'environ 30 % à environ 50 %.

Le revêtement de nitrure de bore du matériau fibreux dans le composite est détectable au microscope électronique à balayage et, de façon générale, a une épaisseur d'environ 0,5 micromètre à environ 1,5 micromètre. La quantité particulière de nitrure de bore dans le composite sous forme de revêtement dépend

beaucoup de la quantité de matériau fibreux présent, de l'épais-

seur des revêtements de nitrure de bore et du diamntre de la fibre, du filament, ou de la barbe. Par oenséquent, la fraction volumique de nitrure de bore fournie par le revêtement est l'équilibre de la fraction volumique de tous les autres composants du ccmposite. Fréquemtent, toutefois, le revêtement de nitrure de bore du matériau fibreux dans le cemposite a une fraction volumique par rapport au volume total de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore d'environ 1 % à environ 20 %,

ou d'environ 1 % à environ 10 %, ou d'environ 1 % à environ 5 %.

Le revêtement de nitrure de bore peut être amorphe, cristallin ou

une combinaison de ces derniers.

De façon générale, le revêtement de nitrure de bore

optimise la contrainte de cisaillement interfacial entre le maté-

riau fibreux et la matrice résultant en un oCmposite avec une tenacité significativement plus élevée que celle d'un composite

o le matériau fibreux n'est pas revêtu de nitrure de bore.

De façon générale, il ne se forme pas une quantité significative de produit de réaction, et de préférence aucun produit de réaction détectable par un microscope électronique à balayage, directement entre la matrice et le matériau fibreux

revêtu de nitrure de bore.

La matrioe constitue au moins environ 30 % du volume du composite. La cemposition de la matrice est variable et dépend

beaucoup de la composition du matériau activateur de linfil-

tration et de tout revêtement mouillable par le silicium. De préférenc, au moins environ 70 % ou au tooins 90 %, ou au moins

%, ou plus de 99 %, du volume de la matrio est cristallin.

Idéalement, la matrice est cristalline. Selon un mode de réalisa-

tion, la portion polycristalline de la matrioe a une taille de

grain moyen de moins d'environ 100 micrcantres, ou moins d'envi-

ron 50 micrcaitres, ou moins d'environ 20 micrcantres, et idéale-

ment "oins d'environ 10 micramntres. Selon un autre mode de réalisation, une partie de la matrice est constituée de barbes cristallines constituant jusqu'à environ 50 % du volume de la matrice. De préférence, les barbes sont constituées de carbure de

silicium, de nitrure de silicium, et de mélanges de ces derniers.

Selon un mode de réalisation, la matrice est une céra-

mique choisi dans le groupe comprenant: un carbure métallique, un nitrure métallique, un siliciure métallique et des mélanges de

ces derniers.

De préférence, le carbure métallique dans la matrice est choisi dans le groupe comprenant: le carbure de bore, le

carbure de molybdène, le carbure de niobium, le carbure de sili-

cium, le carbure de titane et des mélanges de ces derniers. Le plus préféré est le carbure de silicium. Une phase de carbure de

silicium formée in situ peut contenir du bore.

De préférence, le nitrure métallique dans la matrice est choisi dans le groupe comprenant: le nitrure d'aluminium, le nitrure de niobium, le nitrure de silicium, le nitrure de titane,

le nitrure de zirconium et des mélanges de ces derniers.

De préférence, le siliciure métallique dans la matrice est choisi dans le groupe comprenant: le siliciure de chrome, le siliciure de molybdène, le siliciure de tantale, le siliciure de titane, le siliciure de tungstène, le siliciure de zirconium, et des mélanges de ces derniers. Une phase de siliciure métallique

formée in situ peut contenir du bore.

De façon générale, la matrice contient une phase ons-

tituée d'une solution de bore et de silicium élémentaire dans une

quantité au moins détectable, c'est-à-dire une quantité détec-

table par analyse à microsonde ou par une spectroscopie électro-

nique Auger. Selon un mode de réalisation, la phase constituée

d'une solution de bore et de silicium est d'une quantité détec-

table à environ 50 % du volume de la matrice. Selon un autre mode de réalisation, la phase constituée d'une solution de bore et de silicium est présente selon une fraction volumique par rapport à la matrice d'au moins environ 1 %, ou d'environ 1 % à environ %, ou d'environ 1 % à environ 5 %, ou à environ 2 %. Dans la

phase solution, la fraction massique du bore par rapport au sili-

cium est d'environ 0,1 % à environ 1,6 %. De façon générale, oette phase est distribuée dans le composite, et de préférence,

elle est distribuée à travers le composite de façon significati-

vement uniforme.

Le présent composite peut contenir une phase d'un complexe de bore et de silicium habituellement choisi dans le groupe caomprenant: le SiB3, le SiB6, et un mélange de ces derniers qui est généralement réparti à travers le comanposite. Le complexe de bore et de silicium a une fraction volumique par

rapport à la matrice détectable par analyse à microsonde à envi-

ron 30 %, ou jusqu'à environ 5 %, ou jusqu'à environ 1 %.

La matrice peut contenir une phase de métal qui forme un siliciure mais qui n'avait pas réagi avec l'infiltrant. Dans un tel cas, elle serait encapsulée par une phase de siliciure métallique et/ou une phase de siliciure métallique contenant du bore. De façon générale, un tel mnétal peut avoir une fraction volumique détectable par analyse microscopique ou d'environ 0,5 %

à environ 10 %.

La matrice du présent composite peut contenir une phase de carbone élémentaire qui n'avait pas caomplètement réagi avec le silicium infiltré. Dans un tel cas, le carbone serait totalement encapsulé par une phase de carbure de silicium et/ou de carbure de silicium contenant du bore formée in situ. De façon générale, oe carbone élémentaire a une fraction volumique par rapport au composite détectable par une analyse à microsornde, ou d'environ

0,5 % à environ 10 %.

Selon un mode de réalisation, le présent composite est constitué d'une matrice contenant une couche de matériau fibreux

revêtu de nitrure de bore.

Selon un autre mode de réalisation, le présent compo-

site est constitué d'une matrice contenant plusieurs couches de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore. De préférence, les couches fibreuses sont sensiblement parallèles les unes aux

autres et séparées les unes des autres par une matrice. De préfé-

rence, la matrice est distribuée dans chaque couche de matériau fibreux, de façon générale, significativement ou sensiblement uniformément. Selon un autre mode de réalisation, le composite est constitué d'une matrice oontenant plusieurs oouches de filaments revêtus de nitrure de bore qui, de préférence, sont sensiblement parallèles entre eux et sont séparés les uns des autres par une matrice. Dans chaque couche, de préférence, plus de 95 %, ou plus de 99 % du volume de filaments revêtus, et de préférence, tous ou sensiblement tous les filaments revêtus, sont séparés les uns des autres et parallèles, ou au moins sensiblement parallèles, les uns aux autres. De préférence, plus de 95 %, ou plus de 99 %, ou sensiblement 100 %, du volume des filaments revêtus dans chaque

couche sont alignés, ou sensiblement alignés, dans un seul plan.

Tout mauvais alignement des filaments revêtus ne devrait pas

détériorer significativement les propriétés mécaniques du compo-

site. Aussi, de préférence, plus de 95 %, ou plus de 99 %, ou sensiblement 100 %, de la surface des filaments revêtus est en contact direct avec la matrice. Aussi, des barbes cristallines peuvent être présentes jusqu'a environ 50 % du volume de la

matrice.

Les revêtements de nitrure de bore optimisent la contrainte de cisaillement interfacial entre le matériau fibreux

et la matrice résultant en un composite ayant une ténacité signi-

ficativement ou sensiblement plus élevée que celle d'un composite o le matériau fibreux n'est pas revêtu. Spécifiquement, si la matrice et le matériau fibreux, par exemple des filaments, étaient en contact direct, msme la moindre réaction entre ces derniers renforcerait les liaisons interfaciales et nécessiterait

par censéquent une contrainte plus élevée pour tirer les fila- ments rendant le composite moins tenace. Si la liaison inter-

faciale était trop forte, alors le composite aurait une fracture fragile. Par contre, le présent revêtement de nitrure de bore

prévoit une oontrainte de cisaillement interfacial qui est signi-

ficativement plus basse que celle obtenue avec des filaments non revêtus permettant, par conséquent, aux filaments revêtus d'être

tirés plus facilement et de donner de la ténacité au ocmposite.

Les filaments revêtus évitent une fracture fragile du composite à la température ambiante. Par fracture fragile on entend que le

o3mposite entier se casse selon un plan de fracture. Contrai-

rement à une fracture fragile, le présent oemposite présente du matériau fibreux ou des filaments tirés lors d'une fracture à

température ambiante.

Un avantage particulier de la présente invention est que le présent coQmposite peut être produit directement dans un large éventail de tailles. Par exemple, il peut être aussi long

et aussi épais que désiré.

Aussi, puisque la bande, la feuille ou la structure

lamirnée utilisée pour produire le présent ocmposite est fréquem-

ment flexible, ou peut être rendue flexible par application de chaleur, le présent oeaposite peut être sous une multitude de formes telles qu'une bande, une feuille, une bande pliée, une

feuille pliée ou toute combinaison de ces derniers. Par oonsé-

quent, le présent coaposite peut être d'une forme simple,

oemplexe, creuse ou combinaison de ces dernières.

Le présent composite a une porosité de moins d'environ %, de préférence moins d'environ 10 %, ou moins d'environ 5 %,

plus préférablement de moins d'environ 1 %, du volume du coarmpo-

site. Idéalement, le ccumposite est exempt de cavités ou de pores, ou n'a pas de porosité significative, ou n'a pas de porosité

détectable par un microscope électronique à balayage. De préfé-

rence, toutes cavités ou tous pores dans le coamposite sont de

moins d'environ 70 micrcaètres, plus préférablement moins d'en-

viron 50 micrcomaètres ou moins d'environ 10 micrcuntres, et de

façon générale, ils sont répartis dans le composite.

Le présent coamposite présente un large éventail

d'applications dépendant beaucoup de sa caomposition particu-

lière. Par exemple, il est utile carme pièce d'usure, pièce

acoustique ou coaposant structurel haute température.

L'invention est illustrée plus en détail par les exemples suivants o, sauf indication contraire, la procédure était la suivante: L'infiltrant est produit en formant un mélange de poudre de bore et de silicium o le bore est present dans une quantité d'environ 3 % de la masse du silicium. Le mélange est chauffé dans un vide non-oxydant pour le silicium à environ 1450 C et du bore est dissous dans le silicium fondu en formant une solution saturée ainsi qu'un précipité finement divisé d'un complexe de bore et de silicium. Ensuite, le mélange est refroidi jusqu'à la température ambiante dans le même vide. Le solide

résultant est alors cassé en de petits morceaux.

Des filaments continus de carbure de silicium dispo-

nibles dans le ommerce, produits par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur et vendu sous la marque AVCO SCS-6 sont utilisés. Ces filaments ont un noyau en carbone de 35 micromutres sur lequel du carbure de silicium est déposé jusqu'à l'obtention d'un diamètre global de 145 micromètres. La surface externe des filaments est constituée de deux couches de carbone pyrolytique et de carbone-silicium, d'une épaisseur globale d'environ 3 micromatres. Dans l'air, à la température ambiante, ces filaments ont une résistance à la rupture d'environ 3400 MPa (500 000 psi)

et un module d'élasticité d'environ 410 000 MPa (60 x 106 psi).

Ces filaments ont un coefficient de dilatation thermique nmoyen de

moins d'environ 5,0 x 10-6 nm/mma C.

Les filaments sont coupés à une longueur de typiquement environ 44 mnu (1, 75 pouce) et revêtus de nitrure de bore selon le

procédé de dépôt chimique en phase vapeur à basse pression utili-

sant la réaction B3N3H3C13 --> 3BN + 3HC1. Spécifiquement, les filaments sont placés sur un écran de molybdène qui est alors placé à environ le point milieu de la zone chaude d'un tube four

pyrex/quartz/pyrex. Un échantillon d'un granme de trichlorobora-

zine (B3N3H3C13) commercial est transféré dans une boîte à gants remplie d'argon dans une zone terminale en pyrex qui contient une jauge à vide à thermocouple, un piège cryogénique et une vanne d'arrêt à vide. La zone terminale en pyrex fermée est alors

retirée de la boite à gants et reliée à une extrémité du tube-

four et un système à vide. La zone terminale contenant le trichloroborazine est alors refroidie à l'azote liquide et le tube-four est ouvert au système à vide par la vanne d'arrêt de la zone terminale en pyrex. Apres que le système a atteint une pression inférieure à 2 Pa (0, 020 torr), le four est chauffé à une température d'environ 1050 C. Quand la pression est tombée à nouveau en dessous de 2Pa (0,020 torr) et quand la température du

four est stabilisée, la section extréme contenant le trichloro-

borazine est chauffée par un bain d'huile maintenu à 60 C, à la suite de quoi le solide comience à se vaporiser, en déposant du BN et en libérant du HCl gazeux dans la zone chaude du tube-four et en produisant une augmentation de pression. On observe que la pression atteint une valeur aussi élevée qu'environ 27 000 Pa

(200 torr) avant de se stabiliser à environ 6 700 Fa (50 tort).

Apres deux heures, on observe que la pression a diminué jusqu'à environ 2 Pa (0,020 torr), sur ce, le four est éteint et on permet au systéme de se refroidir à la température ambiante avant d'ouvrir le tube et de retirer l'échantillon. L' identification de la couche déposée par voie chimique en phase vapeur oemme étant du BN est accomplie au moyen de mesures de résistance électrique

et d'analyse ESCA quantitative d'un film déposé de manière sensi-

blement identique sur la surface d'un disque en SiC. Ce film est amorphe pour des rayons X sous les conditions de dépôt et apparaît entièrement dense et hcmogène à grandissement élevé sous le microscope électronique à balayage. L'observation sous le microscope électronique à balayage des extrémités des filaments revêtus et cassés révèle que le revêtement sur les filaments est continu et homogèna et d'environ 1 micrometre d'épaisseur et ne

laisse aucune partie significative des filaments exposée.

Les filaments revêtus de nitrure de bore sont alignés uniaxialement en les plaçant dans un dispositif pour aligner les filaments et maintenir l'espacement nécessaire entre eux. Ce dispositif fabriqué à partir d'une feuille de cuivre laminé sur

un circuit imprimé qui est gravé selon la technique photolitho-

graphique de manière à produire des sillons parallèles d'environ 1,5 mm (0,06 pouce) de diamrtoe, 10 microatres (0,0004 pouce) de profondeur, et espacés de 20 micraomètres (0,0008 pouce) (centre à centre). Les filaments revêtus sont placés sur ce dispositif et un simple balayage des filaments en utilisant un bord droit remplit chaque sillon avec un filament. Ceci résulte en une seule couche de filaments revêtus espacés uniformément qui sont retirés du circuit imprimé grâce à de la bande adhésive mise en travers

de chaque extrémité de la couche de filaments. Les bandes adhé-

sives sont suffisantes pour maintenir l'alignement et 1l'espa-

cement entre les filaments revêtus de cette couche. Plusieurs telles couches préformées de filaments revêtus sont produites

dans lesquelles les filaments revêtus sont sensiblement paral-

lèles et espacés d'environ 100 micromètres les uns des autres.

La poudre de carbure de silicium a une surface moyenne

d'environ 5 m2/g.

Le feutre de carbone écrasé est constitué de fibres

hachées suffisamment petites pour former une suspension.

Par température ambiante, on entend ici la température

du local, c'est-à-dire d'environ 15 à environ 30 C.

Le matériau liant organique est constitué d'un liant

organique commercialement disponible lui-méme constitué de poly-

vinylbutyral (ayant une masse moléculaire moyenne d'environ 32 000), et d'un plastifiant liquide comercialement disponible

lui-méme constitué de polymères organiques hydroxylatés polyinsa-

turés à faible masse moléculaire.

Des techniques classiques sont utilisées pour carac-

tériser la densité du composite pressé à chaud, ainsi que sa

structure et ses propriétés mécaniques.

EXEMPLE 1

72 grammes de feutre de carbone écrasé et 48 grammes de poudre de carbone de silicium sont mélangés à sec à 1,5 grammes

de liant organique. On y rajoute 70 grammes d'un mélange cons-

titué de toluène et de méthyl isobutyl kétone dans un rapport 3/1. Ce mélange est malaxé pendant 5 minutes dans un mélangeur à peinture. Ensuite, on ajoute au mélange 4,5 grammes de liant organique et 4,5 grammes d'un plastifiant liquide. A ceci on ajoute 0,1 gramne d'huile en silicone organique disponible comercialeoent (qui peut être considéré oeomre faisant partie du matériau liant organique). Ce mélange est ensuite broyé dans un broyeur à billes pendant environ 30 minutes à température ambiante pour former une boue. Ensuite l'air est retiré de cette boue sous vide. La boue résultante est répandue en bandes sur une feuille de Mylar en utilisant une raclette, la bande obtenue est alors sechée à la température ambiante et à pression atmosphérique pour retirer le solvant, et la bande résultante est

alors retirée de la feuille de Mylar.

La bande a une largeur d'environ 152 nm (6 pouces) et a une épaisseur sensiblement uniforme d'environ 0,23 mm

(0,009 pouce).

La bande est coupée pour produire un certain nombre de bandes ayant la longueur et la largeur de la couche alignée de

filaments, c'est-à-dire la partie de la couche alignée des fila-

ments sans bande adhésive.

On forme une structure stratifiée type sandwich consti-

tuée de sept couches de bandes et six couches de filaments o les couches de filaments sont séparées les unes des autres par une bande. Les extrémités des filaments supportant la bande adhésive dépassent de la structure stratifiée. Avant l'assemblage, pour augmenter 1'adhrenoe, les faces des bandes qui doivent être mises en contact avec les filaments sont aspergées d'une solution organique de liant, et séchées pendant quelques secondes dans l'air à la température ambiante en laissant une pellicule de liant organique collant. Spécifiquement, une solution constituée en masse de 3 % de polyvinylbutyral (de masse moléculaire moyenne d'environ 32 000) disponible ommercialement, 39 % de toluène, 9,5 % d'acétone, 39 % de xylène, et 9,5 % d'éthanol est employée. La solution est aspergée sur les faces des bandes pendant un temps suffisant de manière qu'à l'évaporation du solvant il reste environ 0,2 milligranme de liant organique

collant par centimètre carer.

La structure stratifiée résultante est laminée dans l'air dans un laminoir à environ 200 sous une pression d'environ 7 MPa (1000 psi) pendant environ une minute. Aux température et pression de laminage, les bandes sont plastiques résultant en un remplissage des espaoes vides entre et autour des filaments. La structure laminée est coupée perpendiculairement à l'axe des filaments en un échantillon en forme de barre de 32 mm x 8 mm x 4 mm (1,25 pouce x 0,3 pouce x 0,15 pouce) en utilisant une scie diamantée. L'examen d'une coupe montre un espaoement

uniforme entre les filaments ainsi qu'entre les couches de fila-

ments. L'échantillon est placé dans un four à vide pour retirer le matériau liant organique, dans lequel le vide est typiquement d'environ 2 Pa (20 millitorr). Le cycle de nettoyage à pyrolyse est constitué d'un chauffage du four à une vitesse de C par heure jusqu'à 500 C, d'un maintien pendant 5 heures à 500 C et d'un refroidissement jusqu'à la température ambiante à une vitesse de 200 C par heure. Ceci aboutit à l'enlèvement total du matériau liant organique de la structure laminée qui résulte en un corps poreux constitué des filaments revêtus de nitrure de bore et d'un matériau formant la matrice. A partir d'autres travaux, il est connu que le corps poreux a une porosité ouverte

d'environ 50 % du volume.

Le corps poreux et des morceaux d'infiltrant solide sont placés sur un tissu en carbone disposé dans un récipient en graphite aspergé de nitrure de bore. Ce récipient est alors placé dans un four en cloche en carbone chauffé par des résistanoes et

lentement chauffé à une vitesse d'environ 10O C par minute à envi-

ron 400 C dans un vide d'environ 0,05 torr. Ensuite, le corps poreux est rapidement chauffé jusqu'à 1420 C, point auquel l'infiltrant est fondu et amené à réagir avec le tissu en carbone et est infiltré dans le corps poreux. Une quantité considérable de chaleur qui est détectée par un thermocouple placé au-dessus du corps poreux est générée par une réaction exothermique de l'infiltrant avec le feutre de carbone écrasé dans le corps poreux. L'échantillon est maintenu pendant 5 minutes sous ces conditions et ensuite lentement refroidi en dessous du point de

fusion de l'infiltrant après quoi on éteint le four et l'échan-

tillon infiltré est refroidi jusqu'à la température ambiante dans le vide de la cloche.

Le composite résultant muni de trois jauges extenso-

mêtriques est fracturé à la température ambiante pour déterminer

la résistance à la rupture et les caractéristiques charge-élon-

gation. Il présente des filaments tirés et ne se casse pas selon

le plan de fracture.

La figure 1 représente une courbe de traction pour ce

composite. On peut remarquer que ce composite présente un compor-

tement type céramique renforcé. La courbe de traction montre qu'après le début de la fracture de la matrice, la capacité du composite à supporter la charge est maintenue pendant un certain temps en atteignant une pression ultime de 500 MPa (72500 psi) après laquelle le composite présente une défaillance sensible mais pas complète. Ce composite est utile en tant que pièce

structurelle ou pièce d'usure.

Une coupe polie (perpendiculaire à l'axe des filaments) du composite est examinée. Elle révèle un espacement uniforme

entre les filaments. Elle révèle aussi que chaque couche de fila-

ments est maintenue sensiblement dans un plan unique. De plus, elle révèle une matrice dense entourant chaque filament revêtu de

* nitrure de bore individuel et en contact direct avec ces fila-

ments. Aucune porosité n'est détectée par microscope.

Il est estimé que, en se basant sur le volume du conpo-

site, ce composite est constitué d'environ 65 % d'une phase de carbure de silicium dont une partie pourrait être une phase de carbure de silicium contenant du bore, d'environ 15 % d'une phase

constituée d'une solution de bore élémentaire et de silicium élé-

mentaire qui contient du bore dans une quantité d'environ 1,6 % de la masse de silicium, d'une faible quantité d'un complexe de bore et de silicium, et d'environ 20 % de filaments revêtus de

nitrure de bore.

D'autres travaux révèlent que le coefficient de dilata-

tion thermique moyen de la matrice est plus faihle que celui des

filaments revêtus de nitrure de bore.

EXEMPLE 2

Cet exemple est réalisé sensiblement de la même façxn

que dans l'exemple 1, exoepté qu'on n' utilise pas de filaments.

Un échantillon du corps monolithique résultant est fracturé. Sa courbe de traction est aussi représentée à la figure

1. Il se fracture de façon fragile à 150 MPa (22 000 psi).

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour produire un composite contenant au moins environ 10 % en volume de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et ayant une porosité de moins d'environ 20 % en volume, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) former des bandes constituées d'un mélange de maté-

riau activateur de l'infiltration et de matériau liant orga-

nique; b) déposer un revêtement de nitrure de bore sur un matériau fibreux en n'en laissant aucune partie significative exposée; c) déposer un revêtement mouillant pour le silicium sur le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore en ne laissant exposée aucune partie significative du nitrure de bore; d) disposer une couche du matériau fibreux revêtu résultant entre les faces de deux des bandes en formant une structure stratifiée; e) laminer la structure stratifiée pour former une structure laminée; f) chauffer oette structure laminée pour enlever le

matériau liant organique en ne laissant aucun résidu significati-

vement nocif en produisant un corps poreux; g) infiltrer un infiltrant fondu constitué de bore et

de silicium dans le corps poreux pour produire un produit infil-

tré, ledit infiltrant fondu contenant du bore en solution dans une quantité de 0,1 % de la masse de silicium à une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium; et h) refroidir ledit produit infiltré en produisant ledit composite.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composite contient au moins environ 20 % en volume de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et a une porosité de

moins d'environ 10 % en volume.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est choisi dans le groupe comprenant une poudre, un matériau fibreux

et leurs mélanges.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est constitué d'un mélange de matériau fibreux et de poudre o la poudre constitue d'environ 1 % à environ 50 % de la masse du

matériau activateur de l'infiltration.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en oe que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est

constitué d'un mélange d'un matériau fibreux de carbone éléien-

taire et d'une poudre de carbure de silicium, la poudre de carbure de silicium constituant d'environ 10 % à environ 40 % de

la masse du matériau activateur de 1 'infiltration.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en oe que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est choisi dans le groupe comprenant le carbone élémentaire, un carbure métallique, un métal qui réagit avec le silicium pour

former un siliciure, un nitrure métallique, un siliciure métal-

lique et leurs mélanges.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en oe que le matériau fibreux de l'étape b) est choisi dans le groupe Comprenant des fibres, des filaments, des torons, des faisceaux

de fibres, des barbes, des tissus, du feutre, et leurs mélanges.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau fibreux de l'étape b) est choisi dans le groupe comprenant l'oxyde d'aluminium, la mullite, un matériau contenant du carbone, du carbone élémentaire, un matériau contenant du SiC,

du carbure de silicium, un matériau contenant du nitrure de sili-

cium, du nitrure de silicium, des silicates, et leurs mélanges.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en oe que le matériau fibreux de l'étape b) est un matériau contenant

du carbone.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau fibreux de l'étape b) est un matériau contenant

du carbure de silicium.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement mouillant pour le silicium de l'étape c) est choisi dans le groupe comprenant le carbone élémentaire, un carbure métallique, un métal qui réagit avec le silicium pour

former un siliciure métallique, un nitrure métallique, un sili-

ciure métallique, et leurs mélanges.

12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape d) plusieurs couches de matériau fibreux revêtu et au moins deux bandes sont utilisées dans la formation de la structure stratifiée, toutes les couches de matériau fibreux

revêtu étant séparées les unes des autres par une bande.

13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape d) la couche de matériau fibreux revêtu est

constituée de plusieurs filaments continus espacés.

14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape g) l'infiltrant est constitué de bore et de silicium o le bore constitue d'environ 1 % à environ 3 % de la

masse de silicium contenant du bore en solution dans ledit sili-

cium dans une quantité d'environ 1 % de la masse de silicium à

une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium.

15. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'étape g) ledit infiltrant est constitué d'une solution

saturée de bore et de silicium.

16. Procédé pour produire un composite contenant au moins environ 10 % en volume de matériau fibreux revêtu de nitrure de bore et ayant une porosité de moins d'environ 10 % en volume, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

a) former des bandes constituées d'un mélange de maté-

riau activateur de l'infiltration et de matériau liant orga-

nique; b) déposer un revêtement de nitrure de bore sur un matériau fibreux en n'en laissant aucune partie significative exposée; c) déposer un revêtement mouillant pour le silicium sur le matériau fibreux revêtu de nitrure de bore en ne laissant exposée aucune partie significative du nitrure de bore; d) disposer une couche du matériau fibreux revêtu résultant entre les faces de deux des bandes en formant une structure stratifiée; e) laminer la structure stratifiée pour former une structure laminée; f) chauffer cette structure laminée pour enlever le

matériau liant organique en ne laissant aucun résidu significati-

vement nocif en produisant un corps poreux; g) prévoir une composition infiltrante constituée de bore et de silicium; h) mettre en contact le corps poreux et la composition infiltrante avec des moyens d'infiltration de manière que de l'infiltrant fondu soit infiltré dans le corps poreux; i) chauffer l'assemblage résultant dans un vide partiel à une température à laquelle la composition infiltrante est fondue résultant an un infiltrant fondu contenant du bore en solution dans le silicium en une quantité d'environ 0,1 % de la masse de silicium jusqu'à une quantité qui forme une solution saturée de bore dans le silicium; et j) refroidir ledit produit infiltré pour produire ledit cmnposite.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est

constitué d'un mélange d'un matériau fibreux de carbone élémen-

la masse du matériau activateur de l'infiltration.

18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en è que le matériau fibreux de l'étape b) est sélectionné dans un groupe constitué d'oxyde d'aluminium, de mullite, d'un matériau contenant du carbone, de carbone élémentaire, d'un matériau contenant du SiC, de carbure de silicium, d'un matériau contenant du nitrure de silicium, de nitrure de silicium, de silicate, et

des mélanges de ces derniers.

19. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que dans l'étape d) plusieurs couches de matériau fibreux revêtu et au moins deux bandes sont utilisées dans la formation de la structure stratifiée, toutes les couches de matériau

fibreux revêtu étant séparées les unes des autres par une bande.

20. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en oe que dans l'étape d) la couche de matériau fibreux revêtu est

constituée de plusieurs filaments continus espacés.

21. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que dans l'étape g) la composition infiltrante est constituée de bore et de silicium o le bore constitue d'environ 1 % à environ 3 % de la masse de silicium contenant du bore en solution dans ledit silicium dans une quantité d'environ 1 % de la masse de silicium à une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium.

22. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que dans l'étape i) l'infiltrant fondu est constitué d'une

solution saturée de bore et de silicium.

23. Procédé pour produire un composite contenant au moins environ 10 % en volume de filaments revêtus de nitrure de bore et ayant une porosité de moins d'environ 10 % en volume caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

a) former des bandes constituées d'un mélange de maté-

riau activateur de l'infiltration et de matériau liant orga-

nique; b) déposer un revêtement de nitrure de bore sur les

filaments de manière à ne laisser exposée aucune partie signifi-

cative de ceux-ci, chacun des filaments ayant un diamètre d'au moins environ 50 micmomètres et une longueur d'au moins environ fois son diamètre; c) disposer une couche des filaments revêtus entre les faoes de deux des bandes en formant une structure stratifiée, les filaments dans la couche étant espacés les uns des autres; d) laminer la structure stratifiée pour former une structure laminée;

e) chauffer la structure laminée pour enlever le maté-

riau liant organique en ne laissant aucun résidu significati-

vement nocif en produisant un corps poreux; f) infiltrer un infiltrant fondu constitué de bore et de silicium dans le corps poreux pour produire un produit infiltré, l'infiltrant fondu contenant du bore en solution dans

une quantité d'environ 0,1 % de la masse de silicium à une quan-

tité qui forme une solution saturée avec le silicium; et g) refroidir ledit produit infiltrant pour produire

ledit composite.

24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en oe que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est choisi dans le groupe comprenant une poudre, un matériau fibreux

et leurs mélanges.

25. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a)

est constitué d'un mélange d'un matériau fibreux de carbone élé-

mentaire et d'une poudre de carbure de silicium, la poudre de carbure de silicium constituant d'environ 10 % à environ 40 % de

la masse du matériau activateur de l'infiltration.

26. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que le matériau fibreux de l'étape b) est choisi dans le groupe comprenant l'oxyde d'aluminium, la mullite, un matériau

contenant du carbone, du carbone élémentaire, un matériau onte-

nant du SiC, du carbure de silicium, un matériau contenant du nitrure de silicium, du nitrure de silicium, un silicate, et

leurs mélanges.

27. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que dans l'étape c) une multitude de couches desdits filaments revêtus et au moins deux bandes sont utilisées pour la formation de la structure stratifiée et o toutes les couches de fibres

revêtues sont séparées les unes des autres par une bande.

28. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que dans l'étape f) l'infiltrant est constitué de bore et de silicium o le bore constitue d'environ 1 % a environ 3 % de la

masse de silicium contenant du bore en solution dans ledit sili-

cium dans une quantité d'environ 1 % de la masse de silicium à

une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium.

29. Procédé selon la revendication 23, carauctrisé en ce que dans l'étape f) l'infiltrant est constitué d'une solution

saturée de bore et de silicium.

30. Procédé pour produire un composite contenant au moins environ 10 % en volume de filaments revêtus de nitrure de bore et ayant une porosité de moins d'environ 10 % en volume caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

a) former des bandes constituées d'un mélange de maté-

riau activateur de l'infiltration et de matériau liant orga-

nique; b) déposer un revêtement de nitrure de bore sur les

filaments de manière à ne laisser exposée aucune partie signifi-

cative de ceux-ci, chacun des filaments ayant un diamntre d'au moins environ 50 micrcrêtres et une longueur d'au moins environ fois son diamètre; c) disposer une couche des filaments revêtus entre les faces de deux des bandes en formant une structure stratifiée, les filaments dans la couche étant espacés les uns des autres; d) laminer la structure stratifiée pour former une stLucture laminée;

e) chauffer la structure laminée pour enlever le maté-

riau liant organique en ne laissant aucun résidu significati-

vement nocif en produisant un corps poreux;

f) prévoir un infiltrant constitué de bore et de sili-

cium contenant du bore élémentaire en solution dans une quantité allant d'environ 0,1 % de la masse de silicium élémentaire à une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium; g) mettre en contact le corps poreux et l'infiltrant avec des moyens d'infiltration de manière que l'infiltrant fondu soit infiltré dans le corps poreux; h) chauffer l'assemblage résultant dans un vide partiel à une température à laquelle l'infiltrant est fondu et infiltrer l'infiltrant fondu dans le corps poreux pour produire un produit infiltré; et i) refroidir ledit produit infiltré en produisant ledit composite.

31. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que le matériau activateur de l'infiltration de l'étape a) est

constitué d'un mélange d'un matériau fibreux de carbone élémen-

taire et d'une poudre de carbure de silicium, et la poudre de carbure de silicium constituant d'environ 10 % à environ 40 t de

la masse du matériau activateur de l'infiltration.

32. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en oe que dans l'étape c) une multitude de couches desdits filaments revêtus et au moins deux bandes sont utilisées pour la formation de la structure stratifiée et o toutes les couches de fibres

revêtues sont séparées les unes des autres par une bande.

33. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que dans l'étape f) l'infiltrant est constitué de bore et de silicium o le bore constitue d'environ 1 % à environ 3 % de la

masse de silicium ontenant du bore en solution dans ledit sili-

cium dans une quantité d'environ 1 % de la masse de silicium à

une quantité qui forme une solution saturée avec le silicium.

34. Procédé selon la revendication 30, caractérisé en ce que dans l'étape f) l'infiltrant est constitué d'une solution

saturée de bore et de silicium.