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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 23/1 - 2013  - pp.51-67  - doi:10.3166/rcma.23.51-67
TITRE
Vieillissement thermique d’un jonc composite carbone/époxy. Analyse de l’endommagement et ses conséquences sur les propriétés mécaniques

TITLE
Thermal ageing of a carbon/epoxy composite rod. Analysis of damage and its consequences on mechanical properties

RÉSUMÉ

Le vieillissement thermique d’un jonc composite carbone/époxy a été étudié dans l’air entre 160 et 220°C par tomographie X, microscopie optique et flexion trois points. La thermo-oxydation de la matrice affecte une couche superficielle trop fine pour pouvoir altérer les propriétés mécaniques. La thermolyse de la matrice est donc le principal mode de dégradation. Elle conduit à la formation de longs microcanaux parallèles aux fibres dans les régions les plus riches en matrice du cœur du jonc. Leur multiplication et leur coalescence entraînent une chute progressive du module d’élasticité et, dès que le taux de porosité atteint une valeur critique de l’ordre de 3,6%, une chute catastrophique de la contrainte à rupture. Sur la base de ces résultats, des équations reliant l’évolution des propriétés mécaniques à des critères d’endommagement dérivés du taux de porosité ont été établies.



ABSTRACT

The thermal ageing of a carbon/epoxy composite rod has been analyzed in air between 160 and 220°C by X-ray tomography, optical microscopy and three points flexure. The matrix thermal oxidation affects a too thin superficial layer to alter the mechanical properties. The matrix thermolysis is thus the main degradation mode. It leads to the formation of long microcanals parallel to fibers in the matrix richest regions of the rod core. Their multiplication and coalescence induce a progressive decrease in elastic modulus and, when the porosity ratio reaches a critical value of about 3.6%, a catastrophic decrease in the stress at break. From this basis of results, equations relating the changes in mechanical properties to damage criteria derived from the porosity ratio have been established.



AUTEUR(S)
Maéva SERROR, Xavier COLIN, Jean-François LARCHÉ

MOTS-CLÉS
composite carbone/époxy, vieillissement thermique, taux de porosité, propriétés mécaniques en flexion

KEYWORDS
carbon/epoxy composite, thermal ageing, porosity ratio, mechanical properties in flexure

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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