Brevet FR3074171A1 (20190531)

REVENDICATIONS1. Matériau céramique composite particulaire, comprenant, de préférence constitué par : - des particules en au moins une première céramique ultraréfractaire « UHTC » sous forme cristallisée, la surface externe de ces particules étant recouverte au moins en partie par une couche poreuse en au moins une deuxième céramique ultraréfractaire sous forme amorphe, ladite première céramique ultraréfractaire « UHTC » sous forme cristallisée représentant de 25% à 90% en masse par rapport à la masse du matériau et ladite deuxième céramique ultraréfractaire sous forme amorphe représentant de 2% à 15% en masse par rapport à la masse totale du matériau; et les particules définissant entre elles un espace; - éventuellement, des amas poreux de ladite au moins une deuxième céramique ultraréfractaire sous forme amorphe, répartis dans ledit espace ; - une matrice dense en au moins une troisième céramique ultraréfractaire sous forme cristallisée remplissant au moins en partie ledit espace; - éventuellement, un revêtement dense en au moins ladite troisième céramique ultraréfractaire sous forme cristallisée, recouvrant la surface externe de ladite matrice, ladite matrice et ledit revêtement représentant de 5% à 90% en masse par rapport à la masse totale du matériau.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 1, dans lequel lesdites première, deuxième et troisième céramiques sont choisies parmi les céramiques borures, les céramiques carbures, les céramiques nitrures, et leurs mélanges.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 2, dans lequel lesdites première, deuxième et troisième céramiques sont choisies parmi le SiC, le MoSi2, le TiC, le TaC, le ZrC, le ZrB2, le HfC, le HfB2, le BN et leurs mélanges.\n<CLM>\1\tMatériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites première, deuxième et troisième céramiques sont identiques. 25\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 4, dans lequel lesdites première, deuxième et troisième céramiques sont du SiC.\n<CLM>\1\tMatériau selon la revendication 5, dans lequel la première céramique 5 ultraréfractaire est du SiC sous forme cristallisée a, la deuxième céramique est du SiC poreux amorphe, et la troisième céramique est du SiC sous forme cristallisée p.\n<CLM>\1\tPièce comprenant, de préférence constituée par, le matériau céramique composite particulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t10\n<CLM>\1\tPièce selon la revendication 7, qui constitue tout ou partie d'un échangeur thermique, d'un support de catalyseurs, d'un filtre opérant en atmosphère corrosive et/ou à haute température, d'une pièce de four ou d'un four, d'une résistance chauffante, d'une chambre de combustion, d'une varistance, d'un substrat pour des composants de puissance, 15 d'un blindage, d'un composant de roulement, ou d'un revêtement abrasif.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'une pièce en un matériau céramique composite particulaire selon la revendication 7 ou 8, comprenant les étapes successives suivantes : a) on prépare une pièce, dite pièce crue ou verte (« green »), comprenant un 20 mélange d'une poudre de particules de la première céramique et d'une poudre d'un matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique, un polymère précurseur de la deuxième céramique et un solvant dudit polymère ; b) on évapore le solvant et on réticule le polymère précurseur de la deuxième céramique; 25 c) on effectue un traitement thermique pour transformer le polymère en la deuxième céramique, qui se présente sous la forme d'une couche poreuse qui recouvre au moins en partie la surface externe des particules de la première céramique, et éventuellement d'amas poreux; d) on élimine le matériau porogène réfractaire par une attaque chimique, 30 moyennant quoi on obtient une pièce comprenant les particules de la première céramique, la deuxième céramique poreuse qui se présente sous la forme d'une couche poreuse qui 26 recouvre au moins en partie la surface externe de ces particules et éventuellement d'amas poreux, et une porosité interne entre lesdites particules; e) traitement de la pièce obtenue à l'issue de l'étape d) par une technique d'infiltration chimique en phase gazeuse (« CVI ») afin de déposer la troisième céramique dans 5 la porosité interne de la pièce ; f) éventuellement, dépôt de la troisième céramique sur la surface externe de la pièce obtenue à l'issue de l'étape e) par une technique de dépôt chimique en phase gazeuse (« CVD »). 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape a) au cours de laquelle on prépare une pièce crue ou verte comprend une étape de préparation du mélange d'une poudre de particules de la première céramique et d'une poudre du matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique ; et une étape de mise en forme du mélange d'une poudre de particules de la première céramique et d'une poudre du 15 matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique, sous la forme de la pièce crue ou verte.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 10, dans lequel le matériau porogène réfractaire est choisi parmi les matériaux capables de supporter une température supérieure à 300°C, de 20 préférence supérieure à 400°C, de préférence encore supérieure à 600°C, mieux supérieure à 800°C, mieux encore supérieure à 1000°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 11, dans lequel le matériau porogène réfractaire est choisi parmi le plâtre, le carbonate de potassium, le carbonate de calcium, et le sulfate de 25 potassium (K2504).\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel la préparation du mélange de la poudre de particules de la première céramique, et de la poudre d'un matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique est 30 réalisé par voie sèche ou par voie humide. 27\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque 10 à 13, dans lequel la mise en forme du mélange d'une poudre de particules de la première céramique, et d'une poudre du matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique est réalisée par moulage, par 5 coulage en barbotine, avec un filtre-presse, ou par une technique de fabrication additive par projection de liant sur un lit de poudre.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans lequel le polymère précurseur de la deuxième céramique, généralement dilué dans un solvant, est 10 ajouté lors de l' étape de préparation du mélange d'une poudre de particules de la première céramique, et d'une poudre du matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique ; ou lors de l'étape de mise en forme du mélange d'une poudre de particules de la première céramique, et d'une poudre du matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique ; ou après l'étape de mise en forme du 15 mélange d'une poudre de particules de la première céramique et d'une poudre du matériau porogène réfractaire susceptible d'être éliminé par une attaque chimique, sous la forme d'une pièce crue ou verte ; de préférence, le polymère précurseur de la deuxième céramique est ajouté par trempage de la pièce crue ou verte dans une solution du polymère, de préférence encore sous dépression. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, dans lequel le polymère précurseur (polymère précéramique) de la deuxième céramique est choisi parmi les polycarbosilanes, les polysilazanes, les polyborosilanes et leurs mélanges. 25\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, dans lequel les étapes b) et c) sont regroupées.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, dans lequel lors de l'étape c) le traitement thermique est réalisé à une température de 600°C à 1600°C, de 30 préférence de 1000°C à 1200°C. 28\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, dans lequel, lors de l'étape d), l'attaque chimique est effectuée avec une solution d'un acide, de préférence d'un acide minéral, tel que l'acide chlorhydrique. 5