GDR-ThermatHT 1 ère réunion du «groupe SiC» 8 janvier 2014 Christian Chatillon (SIMAP Grenoble)

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1 GDR-ThermatHT 1 ère réunion du «groupe SiC» 8 janvier 2014 Christian Chatillon (SIMAP Grenoble)

2 Participants 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.) En visio-conférence: Francis Teyssendier (LCTS, Bordeaux) M. Brisebourg (LCTS, Bordeaux) 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)

3 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-B 4 C, SiC-ZrC, rôle de O, Oxycarbures? Francis Teyssandier (LCTS - Pessac) Matériaux composites HT SiC/C (+B) interaction O 2 et H 2 O - Oxydation active et passive Réacteur Atm et 350 bars : interferrométrie sur SiO 2 et résistivité électrique Simulation (fluent) Mouillage réactif SiO 2 -B 2 O 3 et cicatrisation Gabriel Ferro (Univ. Lyon-1) Epitaxie et Réactivité d Interface SiC (4H et 3C) CVD et VLS (whiskers) sur différents substrats (C g, Diamant) SiC dopé Ge et pb d oxydation

4 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+B 4 C +C ( SiO 2 ) sous Ar (Al 4 C 3 possible) SiC recristallisé (poreux de 10 à 40%) applications filtres (liquides) SiC+Si 3 N 4 composites Stéphane Mathieu (Univ. Lorraine) Silicures analogues des SiC par PAC-Cémentation V-Si, V-Si-Cr avec ajouts de B, et MoSi 2 Optimisation de ternaires voire quaternaires: Activités Volatilisation d oxydes (SiO 2 -B 2 O 3, MoO 3, 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 H 2 (réaction du Zircalloy + H 2 O) 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

5 Thèmes exposés (3) Fiqiri Hodaj (SIMAP - Grenoble) Etude du mouillage réactif, et des interfaces en vue brasage Brasage des SiC par phases vitreuses: CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 Dégasage des verres (CO d après la thermodynamique ou H 2? ) 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 SiO 2 (diffusion de O et perméabilité de O 2 ) Perspectives en présence vapeur d eau: propriétés thermodynamiques des silanols insuffisamment connues

6 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

7 Atelier sur le composé SiC (2) (prochain travail) Moyens: quelques spécialistes dans les domaines suivants 1. Physique du solide, structures et calculs quantiques: bilan 2. Déterminations expérimentales des formes allotropiques et polytypes 3. Croissance et structures, croissance et substrats, croissance et dopants 4. Diagramme de phase coefficients de partage et thermodynamique 5. 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.

8 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?