Article Dans Une Revue Advanced Materials Technologies Année : 2025

Advancing SiC Coatings of Short‐Fiber Using Triethylsilane: Insights from FB‐CVD Deposition Process

Résumé

This study examines the use of triethylsilane (TES) as a non‐halogenated, less hazardous precursor in the Fluidized Bed ‐ Chemical Vapor Deposition (FB‐CVD) process for silicon carbide (SiC) coating on short fibers. It focuses on characterizing a pre‐matrix SiC layer over an interphase boron nitride (BN) coating, aiming to improve short‐fiber‐reinforced silicon carbide ceramic matrix composites (SiC/SiC CMCs). FB‐CVD is highlighted as a promising method for enhancing the applicability of discontinuous SiC/SiC CMCs. Advanced characterization techniquesScanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDX), Auger Electron Spectroscopy (AES), X‐ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and Transmission Electron Microscopy (TEM)—were used to analyze coated fibers. The findings reveal uniform, robust SiC coatings while preserving the BN layer. Notably, a stratified SiC structure, alternating between carbon‐rich and silicon‐rich zones, was observed. Auger spectroscopy and XPS provided insights into SiCx atomic composition and bonding environments. This research demonstrates TES's potential as an effective SiC precursor and advances understanding of FB‐CVD processes for short‐fiber coatings. The results pave the way for optimizing coating properties to enhance performance in SiC/SiC composites, opening new opportunities for further development.
Cette étude examine l'utilisation du triéthylsilane (TES) comme précurseur non halogéné et moins dangereux dans le procédé de dépôt chimique en phase vapeur sur lit fluidisé (FB-CVD) pour le revêtement de carbure de silicium (SiC) sur des fibres courtes. Il se concentre sur la caractérisation d'une couche de SiC pré-matricielle sur un revêtement interphasé de nitrure de bore (BN), dans le but d'améliorer les composites à matrice céramique de carbure de silicium renforcés par des fibres courtes (CMC SiC/SiC). La FB-CVD est considérée comme une méthode prometteuse pour améliorer l'applicabilité des CMC SiC/SiC discontinus. Des techniques de caractérisation avancées - microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie à dispersion d'énergie (EDX), spectroscopie électronique Auger (AES), spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) et microscopie électronique à transmission (MET) - ont été utilisées pour analyser les fibres revêtues. Les résultats révèlent des revêtements de SiC uniformes et robustes tout en préservant la couche de BN. Une structure stratifiée de SiC, alternant des zones riches en carbone et des zones riches en silicium, a notamment été observée. La spectroscopie Auger et l'XPS ont permis de mieux comprendre la composition atomique du SiCx et les environnements de liaison. Cette recherche démontre le potentiel du TES en tant que précurseur efficace du SiC et permet de mieux comprendre les processus de FB-CVD pour les revêtements à fibres courtes. Les résultats ouvrent la voie à l'optimisation des propriétés des revêtements afin d'améliorer les performances des composites SiC/SiC, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de développement.
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Dates et versions

hal-04912221 , version 1 (26-01-2025)

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Citer

Thomas Da Calva Mouillevois. Advancing SiC Coatings of Short‐Fiber Using Triethylsilane: Insights from FB‐CVD Deposition Process. Advanced Materials Technologies, 2025, ⟨10.1002/admt.202401678⟩. ⟨hal-04912221⟩
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