GDR-ThermatHT 1ère réunion du « groupe SiC »

GDR-ThermatHT
1ère réunion du « groupe SiC »
8 janvier 2014
Christian Chatillon (SIMAP – Grenoble)
Participants
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Christian Chatillon (SIMAP, Grenoble)
Ioana Nuta (SIMAP, Grenoble)
Fiqiri Hodaj (SIMAP, Grenoble)
Daniel.Urffer (St Gobain, CREE)
Benoit Watremetz (St Gobain, CREE)
Olivier Rapaud (Univ. Limoges)
Christine Gueneau (Cea, Saclay)
Didier Chaussende (LMGP, Grenoble)
Jean-Marc Dedulle (LMGP, Grenoble)
Stephane.Mathieu (Univ. Lorraine)
Gabriel Ferro (Univ. Lyon1.)
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En visio-conférence:
Francis Teyssendier (LCTS, Bordeaux)
M. Brisebourg (LCTS, Bordeaux)
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Invités locaux SIMAP :
Michel PONS
Elisabeth BLANQUET
13 participants
/ 17 inscrits au groupe SiC
9 exposés:
Didier Chaussande (LMGP )
Olivier Rapaud (SPCTS)
Francis Teyssandier (LCTS)
Gabriel Ferro (Univ. Lyon-1)
Daniel Urffer (Saint Gobain)
Stéphane Mathieu (Univ. Lorraine)
Christine Guéneau (CEA-Saclay)
Fiqiri Hodaj (SIMAP)
Christian Chatillon (SIMAP)
Thèmes exposés (1)
Didier Chaussande (LMGP - Grenoble)
• Cristallogénèse – Sublimation HT, Phase liquide – Simulation
• SiC (4H) dopant N, AlN, Ti-Si-C, Cr-Al-C
Olivier Rapaud (SPCTS - Limoges)
• Mat. Structure : Frittage (Nat, SPS, HP)– Précurseurs OM – Conteneurs?
• SiC-B4C, SiC-ZrC, rôle de O, Oxycarbures?
Francis Teyssandier (LCTS - Pessac)
• Matériaux composites HT SiC/C (+B) – interaction O2 et H2O - Oxydation active et
passive
• Réacteur Atm et ↗350 bars : interferrométrie sur SiO2 et résistivité électrique
• Simulation (fluent)
• Mouillage réactif SiO2-B2O3 et cicatrisation
Gabriel Ferro (Univ. Lyon-1)
• Epitaxie et Réactivité d’Interface – SiC (4H et 3C)
• CVD et VLS (whiskers) sur différents substrats (Cg , Diamant)
• SiC dopé Ge et pb d’oxydation
Thèmes exposés (2)
Daniel Urffer (Saint Gobain – CREE - Cavaillon)
• Producteur de poudres SiC(α) – procédé ACHESON (Norvége, Brésil)
• Frittage LPS – voie oxydes liquides– dissolution /reprécipitation
• Frittage voie solide: SiC+B4C +C (↗SiO2) sous Ar (Al4C3 possible)
• SiC – recristallisé (poreux de 10 à 40%) – applications filtres (liquides)
• SiC+Si3N4 composites
Stéphane Mathieu (Univ. Lorraine)
• Silicures analogues des SiC par PAC-Cémentation
• V-Si, V-Si-Cr avec ajouts de B , et MoSi2
• Optimisation de ternaires voire quaternaires: Activités
• Volatilisation d’oxydes (SiO2-B2O3, MoO3, etc…)
• Thermodynamique et diffusion doivent souvent être couplées
Christine Guéneau (CEA-Saclay)
• Grandeurs thermodynamiques: SMHT, ATD/ATG, DSC + Caractérisations
• Calculs ab-initio , Thermocalc/DICTRA (diffusion couplée thermo)
• REP: Accident grave – Dégagement de H2 (réaction du Zircalloy + H2O)
• Recherche de nouvelle gaine: SiC/Ta/SiC et SiC/Nb-Zr/SiC
• Etude des chemins de diffusion dans Si-Ta-C , Si-Nb-C
• REP-caloporteur Na : étude interactions SiC – Na
• GFR: Diagramme et thermodynamique U-Si-C
Thèmes exposés (3)
Fiqiri Hodaj (SIMAP - Grenoble)
• Etude du mouillage réactif, et des interfaces en vue brasage
• Brasage des SiC par phases vitreuses: CaO-Al2O3-SiO2
• Dégasage des verres (CO d’après la thermodynamique ou H2? )
• Créations de bulles dans le verre – influence atm. , tests SiC et Pt comparatifs
Christian Chatillon (SIMAP - Grenoble)
• Diagramme de phase et pressions de vapeur: SiC, Si-C-O
• Vaporisations azéotropiques et évolutions de compositions
• Propriétés de transport dans SiC (diffusion C, Si )
• Oxydation active (SiC nu) et passive (couche de silice) et transition A→P
• Flux de croissance et de corrosion
• Propriétés de transport dans SiO2 (diffusion de O et perméabilité de O2)
• Perspectives en présence vapeur d’eau: propriétés thermodynamiques des
silanols insuffisamment connues
Atelier sur le composé SiC (1)
(prochain travail)
Objectif: faire un bilan de connaissance du composé SiC
1. Que sait-t-on sur la stoechiométrie de SiC ? Déterminations expérimentales et
modèles de défauts.
2. Influence des modes d’élaboration – monocristaux, CVD, sublimation - sur les
impuretés (N, Al…) et interactions avec les défauts
3. Mécanisme de transformation β → α ou l’inverse
4. Structure des polytypes : bilan ab-initio sur leurs énergies, et si cela existe
influence des impuretés (proposition F. Teyssandier de contacter des gens
compétents)
5. Polytypes : que nous apprend la croissance de cristaux ?
6. Impuretés en phase liquide et solide – coefficients de partage
Atelier sur le composé SiC (2)
(prochain travail)
Moyens: quelques spécialistes dans les domaines suivants
1.
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3.
4.
5.
Physique du solide, structures et calculs quantiques: bilan
Déterminations expérimentales des formes allotropiques et polytypes
Croissance et structures , croissance et substrats, croissance et dopants
Diagramme de phase – coefficients de partage – et thermodynamique
Vers de nouvelles expérimentations à imaginer
Dans tous ces domaines des bonnes volontés feront un bilan des connaissances
actuelles ainsi que des moyens (s’il existent) de les améliorer.
Autres sujets d’intérêt général
(à venir)
1. Diagramme de phase et thermodynamique des ternaires Si-C-B et/ou Si-C-Al.
2. Leur oxydation passive, formation d’oxydes mixtes liquides ou solides, stabilités
mécanique, cicatrisation, mouillage et/ou corrosion et vaporisation.
3. Transition oxydation active – passive pour ces systèmes complexes.
4. Connaissance de la phase gazeuse (corrosion – vaporisation, dépôts-croissance
dans le cas du frittage et de la PAC-Cémentation). Données thermodynamiques
Oxydes de B , de B-O-H et Silanols
5. Qu’en est-t-il de la connaissance des coefficients de diffusion dans la silice et ses
binaires oxydes?