Physico-chimie de l’interface fibres/matrice : applications aux composites Carbone/Carbone

Physico-chemical interface of fibers/matrix : carbone/Carbone Composites applications

• Auteur / Autrice : Guillaume Fradet
• Direction : René Pailler, Marie-Anne Dourges
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-chimie de la matière condensée
• Date : Soutenance le 11/12/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Composites Thermostructuraux (Bordeaux) - Laboratoire des Composites Thermostructuraux / LCTS
• Jury : Président / Présidente : Francis Teyssandier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : René Pailler, Marie-Anne Dourges, Eric Brendle, Sandrine Baud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Nardin, Pascal Tristant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie des surfaces

Chromatographie en phase gazeuse

Composites à fibres de carbone

Mots clés libres

Composite Carbone/Carbone

Fibres de carbone

Interface fibre/matrice

Traitements de surface

Chromatographie gazeuse en phase inverse à dilution infinie

Composite Carbon/Carbon

Carbon fibers

Fibers/matrix interface

Surface treatments

Inverse gas chromatography at infinite dilution

Résumé

Ces travaux de thèse portent sur la physico-chimie de l'interface fibre/matrice appliquée aux composites Carbone/Carbone. La surface des fibres de carbone est modifiée par divers traitements de surface (voie gazeuse et voie humide). L'impact de ces différents procédés sur l'état de surface des fibres a été évalué par chromatographie gazeuse en phase inverse à dilution infinie, MEB, AFM, MET, RAMAN… Suite à ces caractérisations, des traitements de surface ont été retenus pour la réalisation de composite C/C. Les propriétés notamment mécaniques des matériaux composites à interfaces modulées (force de la liaison fibre/matrice) ont pu être évaluées. Finalement, il a pu être établi une relation entre modifications de surface des fibres de carbone et comportement macroscopique des composites C/C.

This work focuses on the physical chemistry of the fiber/matrix interface applied to composites carbon/carbon. The surface of carbon fibers was modified by various surface treatments. The carbon fibers surface variation was evaluated by inverse gas chromatography at infinite dilution, SEM, AFM, TEM, Raman... After these characterizations, surface treatments were selected for the realization of C/C composites. The mechanical properties of composites at modulated interfaces (fibers/matrix bonding) were evaluated. Finally, a correlation between surface modification of carbon fibers and macroscopic behavior of composite C/C was established.