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1 - Le carbone et la fibre:
La fibre de carbone est obtenue par pyrolyse d’une fibre organique appelée
précurseur.
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Fibre obtenue àpartir de
rayonne(faible résistance, coût)
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Fibre obtenue àpartir de
BRAI (bas de gamme)
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Fibre obtenue àpartir de
PAN-Polyacrylonitrile-(CH2-CH-CN)n
Fabrication des fibres de
carbone(ex-PAN)
Propriétés
des
fibres
de
carbone:
La carbonisation: fibre à haute
résistance ou fibre HR
La graphitisation: fibre à haut
module ou fibre Hm
Quelques propriétés des fibres de renforcement:
Avantages:
•Excellente tenue à la compression par rapport à une fibre de
verre et kevlar.
•Excellente tenue à haute température (2000°C) en atmosphère non oxydante
(tenuelimitéeà400 °C en atmosphère oxydante).
•Excellente tenue à la fatigue.
•Excellente rigidité pour les fibre HM.
•Bonne conduction de l’électricité et de la chaleur.
•Inertie complète à la corrosion et aux agents chimiques (sauf O2 et acides oxydants
à chaud).
•Insensibilité à l’humidité.
•Coefficient de dilatation nul (ou légèrement négatif).
•Rapport qualité/prix intéressant si la fibre à précurseur Brai se développe.
•Usinage facile.
•Insensibilité aux rayures.
L Limites d’utilisation:
•Prix encore élevé.
•Fibre difficile à imprégner par les résines époxy (inconvénient qui disparaît par
l’utilisation croissante des fibres pré-imprégnées.
•Problème de corrosion de contact par pile galvanique avec les métaux.
•Sensibilité au choc mécanique.
•Sensibilité à l’abrasion.
•Faible allongement (1%).
•Raideur à l’enroulement filamentaire, bobinage difficile.
Lois de comportement:
2 - Caractéristiques de la résine EPOXY :
Du fait de leur bonne caractéristique mécanique, les résines EPOXYDES
généralement utilisées sans charges sont les matrices des composites à haute
performance (aéronautique , aérospatiale... ).
Caractéristiques mécaniques générales:
1> Masse volumique: 1100 à 1500 kg/m^3
2> Module d'élasticité: en traction 3 à 5 GPa
3> Contrainte à la rupture en traction 60 à 80 MPa
4> Contrainte à la rupture en flexion 100 à 150 Mpa
5> Température de flechissement sous charge 290°C
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AVANTAGES
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INCONVENIENTS
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>bonnes propriétés mécaniques.
>bonne tenue en T°C élevée (150 à 190°C).
>exellente résistance chimique.
>faible retrait au moullage (0,5 à 1%).
>trés bonne mouillabilité des renforts.
>une excellente adhérence aux métaux.
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>un temps de polymérisation long .
>un coût élevé.
>nécessité de prendre des précautions lors de
la mise en oeuvre.
>sensibilité à la fissuration.
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Durcissement de la résine EPOXY:
On appelle durcissement ou réticulation d'une résine thermo durcissable l'apparition
de liaison entre les chaines du polymére, il existe 2 types de liaison chimique et physique.
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Liaison chimique: Ce sont des liaison de covalence entre les segments, elles sont
irréversibles et ne se forment qu'à partir d'une certaine température nécessaire au
lancement de la réaction chimique ( Tge ).
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Liaison physique: Ce sont des forces d'attraction électromagnétiques, elles sont
réversibles et fonction de la température.
3 - Mode opératoire: stratification sous vide
A) Sur le schéma ci-dessous, le protocole de stratification:
B) Sur les photos ci-dessous: réalisation du vide et vérification de l'étanchéité du
joint:
C) Cuisson à l'étuve:
cycle de cuisson:
4H à 140°C et post-cuisson à 180°C pendant 1H.
D) Résultats:
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