Amélioration du couplage fibre-matrice au sein de matériaux composites composites à matrice d'alliage de titane PDF Download
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Author: Karl Debray
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Languages : fr
Pages : 128
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Book Description
LA FIABILITE DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE D'ALLIAGE DE TITANE RENFORCES PAR DES FILAMENTS DE CARBURE DE SILICIUM ETANT TRES DIRECTEMENT LIEE A LA STABILITE DE LA ZONE INTERFACIALE FIBRE/MATRICE, UNE APPROCHE PREDICTIVE DES MECANISMES DE RUPTURE DE CETTE ZONE DE COUPLAGE ENTRE CONSTITUANTS A ETE PROPOSEE. CETTE APPROCHE CONSTITUE UNE AIDE A LA CONCEPTION DES MATERIAUX COMPOSITES EN PRENANT EN COMPTE DANS DES MODELES DE FISSURATION ASSOCIES A DES SIMULATIONS NUMERIQUES, DES ETATS DE CONTRAINTES RESIDUELLES D'ORIGINE THERMOMECANIQUE ET PHYSICO-CHIMIQUE. LA VALIDITE DE CETTE APPROCHE DEPENDANT DE LA CREDIBILITE DES CARACTERISTIQUES THERMOELASTIQUES UTILISEES POUR LES PHASES EN PRESENCE, DES PROCEDURES EXPERIMENTALES PERMETTANT LA CARACTERISATION DE DEPOTS DE FAIBLE EPAISSEUR SUR SUBSTRATS PLANS OU FILAMENTAIRES ONT ETE MISES AU POINT
Author: Karl Debray
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Languages : fr
Pages : 128
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LA FIABILITE DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE D'ALLIAGE DE TITANE RENFORCES PAR DES FILAMENTS DE CARBURE DE SILICIUM ETANT TRES DIRECTEMENT LIEE A LA STABILITE DE LA ZONE INTERFACIALE FIBRE/MATRICE, UNE APPROCHE PREDICTIVE DES MECANISMES DE RUPTURE DE CETTE ZONE DE COUPLAGE ENTRE CONSTITUANTS A ETE PROPOSEE. CETTE APPROCHE CONSTITUE UNE AIDE A LA CONCEPTION DES MATERIAUX COMPOSITES EN PRENANT EN COMPTE DANS DES MODELES DE FISSURATION ASSOCIES A DES SIMULATIONS NUMERIQUES, DES ETATS DE CONTRAINTES RESIDUELLES D'ORIGINE THERMOMECANIQUE ET PHYSICO-CHIMIQUE. LA VALIDITE DE CETTE APPROCHE DEPENDANT DE LA CREDIBILITE DES CARACTERISTIQUES THERMOELASTIQUES UTILISEES POUR LES PHASES EN PRESENCE, DES PROCEDURES EXPERIMENTALES PERMETTANT LA CARACTERISATION DE DEPOTS DE FAIBLE EPAISSEUR SUR SUBSTRATS PLANS OU FILAMENTAIRES ONT ETE MISES AU POINT
Author: Carine Duda
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Languages : fr
Pages : 162
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La mise en oeuvre par voie liquide de matériaux composites à matrice d'alliage de titane renforcés par des filaments de carbure de silicium conduit, malgré la rapidité du procédé utilisé pour enduire les filaments par l'alliage liquide, à d'importantes interactions physico-chimiques au niveau des interfaces formées. Ces interactions entre le revêtement de carbone des filaments et le titane liquide contrôlent en particulier la cinétique de mouillage du filament et les transferts de carbone du filament vers la matrice. Des modèles, confirmés par des observations et analyses microscopiques, ont permis de comprendre les mécanismes mise en jeu au cours du procédé d'élaboration et en particulier de la solidification. Il est apparu que le dépôt par voie chimique réactive de carbure de titane sur le revêtement de carbone du filament de carbure de silicium était un moyen efficace pour favoriser le mouillage du filament par l'alliage de titane liquide et pour contrôler non seulement les transferts de carbone mais aussi les conditions d'obtention de composites filamentaires correspondant aux spécifications attendues.
Author: Christophe Even
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Languages : fr
Pages : 228
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Des matériaux composites à matrice de titane renforcée par des fibres continues de carbone ont été élaborés par un procédé basé sur la métallurgie des poudres et dont certaines facettes sont proches de techniques utilisées pour les céramiques et pour les matériaux composites à matrice polymère. La mise en oeuvre de ce procédé a été confrontée à diverses difficultés que des études partielles ont permis de surmonter : la préparation de poudres de titane particulièrement fines, le couplage entre ces poudres et les mèches de fibres de carbone, le déliantage, la consolidation et la densification de la matrice de titane sous pression et à haute température. Bien que la faisabilité du procédé ait été démontrée, l'utilisation de poudres de titane insuffisamment fines ne permet pas d'incorporer des fractions volumiques de fibres de plus d'une dizaine de pour-cent, ce qui limite considérablement l'effet de renforcement évalué par des essais de traction. En revanche, l'incorporation dans les mèches de poudres d'hydrure de titane ne dépassant pas quelques microns a permis d'atteindre des fractions volumiques de plus de 30%.
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Languages : en
Pages : 260
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Author: Arnaud Faucon
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Languages : fr
Pages : 213
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L'ETUDE REALISEE CONCERNE LE MATERIAU COMPOSITE A MATRICE D'ALLIAGE DE TITANE TI-6242 RENFORCEE PAR DES FILAMENTS DE CARBURE DE SILICIUM SM1140+. DANS UN PREMIER TEMPS, SON COMPORTEMENT EN FLUAGE DANS LE SENS LONGITUDINAL EST ANALYSE A L'AIDE D'ESSAIS EXPERIMENTAUX ET D'UNE SIMULATION NUMERIQUE DE TYPE MONTE-CARLO PRENANT EN COMPTE LA STATISTIQUE DES CONTRAINTES A LA RUPTURE DES FILAMENTS. IL A ETE NOTAMMENT MIS EN EVIDENCE QUE LE COMPORTEMENT A LA RUPTURE DES FILAMENTS JOUE UN ROLE PREPONDERANT A CAUSE DE LA RELAXATION DE LA MATRICE AU COURS DU FLUAGE. PAR CONSEQUENT, DANS UN SECOND TEMPS, L'AMELIORATION DES PERFORMANCES DU FILAMENT SM1140+ EST ENVISAGEE EN INTERPOSANT UNE INTERPHASE DE CARBURE DE TITANE ENTRE L'AME DE TUNGSTENE ET LE REVETEMENT DE CARBURE DE SILICIUM. L'INFLUENCE DE CETTE INTERPHASE SUR LE COMPORTEMENT A LA RUPTURE DU FILAMENT EST ETUDIEE A L'AIDE D'ESSAIS DE TRACTION CONFRONTES A UN MODELE MICROMECANIQUE BASE SUR LA MECANIQUE LINEAIRE ELASTIQUE DE LA RUPTURE.
Author: STEPHANIE.. BONFIELD-CAHUZAC
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Languages : fr
Pages : 332
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LES PROPRIETES D'UN MATERIAU COMPOSITE DEPENDENT NON SEULEMENT DES PROPRIETES INTRINSEQUES DES ELEMENTS CONSTITUANTS, LA FIBRE ET LA MATRICE, MAIS EGALEMENT DE L'INTERFACE LES SEPARANT. UNE BONNE LIAISON INTERFACIALE EST ESSENTIELLE A UN TRANSFERT DE CONTRAINTE EFFICACE ENTRE LA MATRICE ET LA FIBRE. DEUX APPROCHES DIFFERENTES D'AMELIORATION DE L'ADHESION FIBRE/MATRICE ONT ETE ETUDIEES: ENROBAGE DE FIBRES AVEC UN ENSIMAGE SPECIFIQUE A LA MATRICE ET UTILISATION D'UNE TECHNIQUE DE FABRICATION REACTIVE IN-SITU POUR GREFFER DES GROUPEMENTS FONCTIONNELS AU SQUELETTE DU POLYMERE AFIN D'ACTIVER LA MATRICE. LES DEUX SYSTEMES, MODIFICATION PAR ENSIMAGE ET MODIFICATION DE LA MATRICE, ONT ETE EXAMINES DANS LES MATERIAUX COMPOSITES RENFORCES PAR LES FIBRES DE VERRE-E, RESPECTIVEMENT, A MATRICE POLYAMIDE 6.6 ET POLYPROPYLENE. LES CONSTITUANTS, LA FIBRE, L'ENSIMAGE ET LA MATRICE ONT ETE ANALYSES INDIVIDUELLEMENT, PUIS COMBINES DANS LE MATERIAU COMPOSITE. TROIS METHODES D'EVALUATION DE LA RESISTANCE DE LA LIAISON FIBRE/MATRICE ONT ETE DEVELOPPEES: LE MODELE D'EFFICACITE D'ADHESION, L'ANALYSE VISCOELASTIQUE ET LE TEST DE LA MICROGOUTTE
Author: Lauric Gaffiot
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Languages : fr
Pages : 0
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Les matériaux composites constituent aujourd'hui un domaine très dynamique tant au niveau de l'industrie que de la recherche. Dans ce cadre, les renforts d'origines naturelles représentent une alternative intéressante aux fibres synthétiques de par leurs propriétés mécaniques élevées, leur faible densité et leur caractère biosourcé, afin de répondre à l'accroissement des niveaux de performances ciblés ainsi qu'aux exigences économiques et écologiques actuelles.Ces travaux s'inscrivent dans un projet regroupant laboratoires de recherche, fournisseurs et end-users, visant à développer un matériau composite unidirectionnel structural à base de fibre de lin pour une application sport et loisirs. Ainsi, les objectifs initiaux incluent le développement de différents traitements chimiques des fibres, afin de les laver, d'homogénéiser leurs propriétés mécaniques et d'améliorer l'adhésion fibre-matrice. Une stratégie originale a pour cela été élaborée, basée sur la réactivité et les propriétés physico-chimiques d'un agent de couplage biosourcé. Ce produit a montré un potentiel prometteur d'additif de renforcement des matériaux cellulosiques, notamment à l'état humide. De plus, sa réactivité avec des molécules compatibilisantes a permis de le fonctionnaliser pour promouvoir l'adhésion fibre-matrice.Les caractérisations menées aux différentes échelles de la fibre de lin ont ensuite montré la pertinence de ces traitements, qui renforcent les interfaces fibre-matrice et les fibres techniques à l'état humide. Les études mécaniques ont cependant soulevé de nombreuses problématiques expérimentales, et ont démontré que les spécificités morphologiques de ces objets et leur caractère naturel ne permettaient pas l'exploitation directe des mesures dans le cadre d'un tel projet de développement. Les axes de recherche se sont alors avant tout focalisés sur l'étude des matériaux composites. Ainsi, plusieurs verrous structuraux ont pu être identifiés. La qualité de l'imprégnation de ces renforts naturels, qui peut être influencée par la formulation des traitements et la mise en œuvre, est déterminante dans le développement du matériau à cause de la morphologie multi-échelles des fibres. L'orientation des fibres au sein des plis unidirectionnels s'est également avéré être un paramètre prépondérant, étroitement lié à l'architecture des renforts et aux procédés de traitements industriels.Les développements menés à la fois sur les traitements et sur la structure des composites ont ainsi permis de doubler les propriétés mécaniques des systèmes initiaux pour atteindre un module de rigidité de 30 GPa et une contrainte ultime d'environ 370 MPa en traction tout en limitant grandement la perte de résistance après vieillissement dans l'eau et en garantissant une déformation en flexion répondant au cahier des charges. Les évolutions réalisées ne permettent pas pour le moment d'envisager l'industrialisation de ce matériau, mais vont permettre le prototypage de produits finis.
Author: CHRISTOPHE.. MAGNY
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Languages : fr
Pages : 340
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LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE METALLIQUE PRESENTENT DES PROPRIETES MECANIQUES ELEVEES ET PROMETTEUSES, EN PARTICULIER LES MATRICES BASE TITANE RENFORCEES PAR DES FIBRES LONGUES POUR LES INDUSTRIES AERONAUTIQUE ET SPATIALE. DIVERS PROCEDES D'ELABORATION DE TELS MATERIAUX ONT ETE DEVELOPPES ; LA VOIE FEUILLARD/FIBRE/FEUILLARD SEMBLE OFFRIR UN BON RAPPORT QUALITE/COUT. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST L'OPTIMISATION DE CE PROCEDE AU TRAVERS, D'UNE PART, DE L'ETUDE DE L'ECOULEMENT DE LA MATRICE AUTOUR DES FIBRES, ET D'AUTRE PART, DE LA PREDICTION DE L'ETAT DE DENSIFICATION DU MATERIAU A L'AIDE DES SIMULATIONS PLASTICINE ET NUMERIQUE. LA PREMIERE PARTIE A AINSI CONSISTE A ETABLIR UNE METHODOLOGIE PERMETTANT D'ACCEDER A LA RHEOLOGIE DES FEUILLARDS DANS LES CONDITIONS D'ELABORATION DU MATERIAU COMPOSITE. CETTE METHODOLOGIE A ETE MISE AU POINT ET VALIDEE POUR LES ALLIAGES DE TITANE TA6V ET B21S. L'INFLUENCE DE L'HISTOIRE THERMOMECANIQUE PARTICULIERE DES FEUILLARDS, ET DONC DE LEUR MICROSTRUCTURE PROPRE, A ETE MISE EN EVIDENCE. AFIN DE MODELISER LE PROCEDE, DEUX VERSIONS DU CODE FORGE2 ONT ETE DEVELOPPEES POUR INTEGRER LES CONDITIONS GEOMETRIQUES ET MECANIQUES DE CE DERNIER. LA PREMIERE, VISCOPLASTIQUE, MET EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES FROTTEMENTS ET DE LA RHEOLOGIE SUR LES TEMPS DE COMPACTION DE MATERIAUX PARTICULIERS (FIBRES PARFAITEMENT ALIGNEES OU EN QUINCONCE). LA SECONDE VERSION, ELASTO-VISCOPLASTIQUE, S'APPUYANT SUR UNE DISTRIBUTION STATISTIQUE DES RENFORTS, PERMET LA SIMULATION DU PROCEDE INDUSTRIEL. ON A AINSI PU DEMONTRER L'IMPORTANCE DE LA PRISE EN COMPTE DES MOUVEMENTS DES FIBRES, AINSI QUE L'INDEPENDANCE DU TEMPS DE COMPACTION VIS-A-VIS DU NOMBRE DE PLIS DU MATERIAU COMPOSITE. LES RESULTATS DES SIMULATIONS SONT EN BON ACCORD AVEC DES ESSAIS INDUSTRIELS DE CONSOLIDATION
Author: Laurent Clochefert
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Languages : fr
Pages : 161
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L'ETUDE DES INTERACTIONS CHIMIQUES ENTRE UNE FIBRE DE CARBONE ET UNE MATRICE TIAL ET LEUR INFLUENCE SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DU COMPOSITE INTERMETALLIQUE A ETE REALISEE DANS LE DOMAINE DE TEMPERATURE 1000/1200C CORRESPONDANT AUX CONDITIONS SEVERES D'ELABORATION. ON MET EN EVIDENCE UNE FORTE REACTIVITE CONDUISANT A LA FORMATION DE CARBURES ET S'ACCOMPAGNANT D'UNE DEGRADATION DE LA TENUE MECANIQUE. L'ETUDE CINETIQUE MONTRE EN OUTRE QU'AUCUNE CONSOLIDATION NE PEUT ETRE OBTENUE SANS L'INTERPOSITION D'UNE BARRIERE DE DIFFUSION. LES OXYDES AL2O3 ET Y2O3 QUI PEUVENT JOUER CE ROLE ONT ETE DEPOSES PAR P.V.D. SUR LA FIBRE ET TESTES. L'YTTIUM, BIEN QUE DEPOSEE EN FAIBLE EPAISSEUR, EST PARFAITEMENT CRISTALLISEE ET CONSTITUE UNE BARRIERE CHIMIQUE PARTICULIEREMENT EFFICACE. LE COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE EST TESTE SUR DES MICROCOMPOSITES C/Y2O3/TIAL. ON OBSERVE UNE AMELIORATION NOTABLE PAR RAPPORT A CELLE DES ALLIAGES INTERMETALLIQUES DE LA TENACITE DU COMPOSITE DUE AU FAIBLE COUPLAGE MECANIQUE ENTRE FIBRE ET MATRICE
Author: Ketty Bilba
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Languages : fr
Pages : 254
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LES BESOINS DE L'INDUSTRIE AERONAUTIQUE EN MATERIAUX COMPOSITES CAPABLES DE CONSERVER PENDANT DE LONGUES DUREES LEURS PERFORMANCES A DES TEMPERATURES DE 600C ONT MOTIVE LA CONCEPTION DE ZONES INTERFACIALES PARTICULIEREMENT STABLES AU SEIN DE MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE D'ALLIAGE DE TITANE RENFORCES PAR DES FILAMENTS DE CARBURE DE SILICIUM. DES DEPOTS SUR FILAMENTS DE SILICIURES TISI#2 ET TI#5SI#3 OBTENUS PAR PULVERISATION CATHODIQUE ONT ETE CARACTERISES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE, ANALYSES NUCLEAIRES (RUTHERFORD BACKSCATTERING SPECTROMETRY) ET SPECTROMETRIE D'ELECTRONS AUGER (AES). LES COMPATIBILITES CHIMIQUE ET THERMOMECANIQUE ENTRE LES DIFFERENTS CONSTITUANTS DES MATERIAUX COMPOSITES ELABORES PAR COMPRESSION A CHAUD A PARTIR DES FILAMENTS REVETUS ET DIVERS TYPES DE FEUILLARDS DE TITANE (TI, 21S, TI 1100) ONT ETE ETUDIEES EN CALCULANT LES ETATS DE CONTRAINTES RESIDUELLES AU SEIN DES CONSTITUANTS ET EN MESURANT LEUR CINETIQUE D'EVOLUTION. L'ANALYSE DES ZONES INTERFACIALES PAR SPECTROMETRIE X ET AUGER A PERMIS DE PROPOSER DES MECANISMES DE DIFFUSION
