Durabilité en milieu humide d'assemblages structuraux collés type aluminium/composite

Durability in wet conditions of structural assemblies bonded aluminum / composite type

• Auteur / Autrice : Sylvain Popineau
• Direction : Martin E.R. Shanahan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et Génie des Matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Mots clés libres

Adhésion

époxyde

Diffusion de l'eau

Test de clivage en coin

Vieillissement humide

Résumé

La présente étude traite de la durabilité (vieillissement) en milieu humide d'assemblages structuraux constituants les tuyères de propulseurs à poudre. Les matériaux utilisés sont un alliage d'aluminium et un matériau composite, collés ensemble par un adhésif polymère. L'adhésif se révèle être la partie la plus sensible à un environnement aqueux. La cinétique de diffusion de l'eau dans la colle semble être de��crite convenablement par le modèle mathématique de Carter et Kibler. La diminution des propriétés mécaniques du polymère massique et des assemblages structuraux semble liée à la pénétration de l'eau. Un modèle permettant d'évaluer indirectement l'énergie d'adhésion, et par extrapolation la résistance des assemblages en fonction du temps de vieillissement a été élaboré à partir du faciès de rupture des éprouvettes et de la cinétique de diffusion d'eau. L'influence d'un traitement organosilane de la surface d'aluminium sablée sur la cinétique de dégradation en milieu humide des assemblages a ensuite été étudiée.

This study deals with the durability in humid media of structural assemblies for boosters. The assemblies are made of composite materials bonded with a polymeric adhesive to aluminium alloy. The adhesive was found to be the weakest component of the three materials in a water environment. The kinetics of water diffusion in the polymeric adhesive was investigated. Kinetic behaviour seems to be satisfactorily explained by the mathematical model of Carter and Kibler. The decrease of mechanical properties of the aged polymer and the aluminium/polymer interface seems to be linked with the penetration rate of water. A model to evaluate the energy of adhesion of the structural assemblies as a function of ageing is proposed, making use of analysis of fracture surfaces and the kinetics of water diffusion. Then, we studied the influence of a silane treatment of the grit-blasted aluminium surface on the degradation kinetic of bonded assemblies in humid environment.