Contribution à l'étude des assemblages entre céramiques et alliages métalliques : analyse des interactions mécaniques et physico-chimiques

Overview & Synopsis

Les travaux présentés mettent en évidence les différents aspects macromécaniques, micromécaniques, réactionnels, pouvant expliquer l'adhésion entre certaines céramiques et alliages métalliques. Deux techniques d'assemblage sont mises en œuvre, le brasage réactif direct sous vide et la thermocompression. Les différents facteurs d'influence sont analysés pour les deux méthodes de liaisons mises en œuvre et pour les couples Si3N4/acier, Si3N4/CuPrO-aluminium, Si3N4/alliage d'aluminium, Si3N4/Ti ou Zr, Al2O3+ZrO2/acier, Sic/Ti ou Zr, ZrO2/acier ou Ti ou Zr, vitrocéramique/Fe-Ni-CO. L'influence des paramètres de durée de vie des liaisons vis-à-vis des critères macromécaniques, micromécaniques des céramiques est analysée par calculs numériques ou analytiques, indentation Vickers, diffraction de rayonnement X. Il est montré l'influence des défauts de surface, des contraintes résiduelles de la nature des composés formés dans la zone de réaction céramique/métal d'apport sur la durée de vie des assemblages. L’intérêt et l’efficacité de certaines méthodes de contrôles non destructifs des céramiques et des assemblages céramo-métalliques sont évalués soit: 1) ultrasons focalisés; 2) microscopie acoustique à balayage; 3) ressuage fluorescent; 4) radiographie X. La comparaison des résultats obtenus et l'analyse de certains critères (taux de compacité des assemblages, évolution du facteur d’intensité critique de contraintes de la céramique à partir de la zone de réaction céramo-métallique) montrent que la technique de thermocompression mise en œuvre avec le métal d'apport a9 ou a5 ou as1 affecte beaucoup moins la céramique par rapport au brasage réactif direct sous vide vis-à-vis de la durée de vie des différents couples céramo-métalliques étudiés