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Communication dans un congrès

Compréhension élémentaire des propriétés physiques des matériaux composites réfractaires à matrice carbonée

Résumé : De nos jours, la production d’acier avec des propriétés améliorées devient essentielle, mais presque impossible sans le progrès dans la connaissance des matériaux réfractaires à matrice carbonée. Ces matériaux sont confrontés à des conditions sévères d’utilisations et font face à des contraintes thermomécaniques élevées et à la corrosion de l’acier en fusion. Ces matériaux réfractaires doivent donc avoir des propriétés spécifiques telles qu’une faible dilatation en température et un module d’Young peu élevé, une haute conductivité thermique et une faible réactivité chimique avec l’acier afin d’avoir une bonne résistance aux chocs thermiques. Certaines familles de réfractaires notamment celles à matrice carbonée présentent un comportement mécanique non-linéaire en service, du fait de leur structure spécifique, même lorsque ces matériaux sont testés à température ambiante. Comparativement à des matériaux ayant un comportement mécanique linéaire, cette caractéristique entraîne une valeur élevée de la déformation à la rupture, couplée avec une contrainte à la rupture plus faible. Par conséquent, une meilleure compréhension de ces matériaux, en particulier des interactions entre leurs différents composants et de leur influence sur les propriétés thermo-physiques macroscopiques est vital. Afin de parvenir à cette compréhension, des matériaux modèles à matrice carbonée, utilisant des précurseurs organiques pour la matrice et des oxydes comme charge minérale ont été élaborés, en vue de comprendre les interactions entre la matrice carbonée et les particules d’oxyde. Les matériaux ont été étudiés grâce à différentes méthodes de caractérisation, tel que la microscopie électronique à balayage, le module d’Young et l’analyse de dilatation thermique. En fonction de la fraction volumique d’oxyde, il apparaît deux types de structures différentes : la première consiste en une matrice carbonée amorphe contenant des particules d’oxyde bien dispersées et l’autre est un réseau de particules d’oxyde connectées entre elles, liées par le carbone amorphe. En raison de la différence de dilatation entre le carbone amorphe et les particules d’oxyde, des microfissures se sont développées dans la microstructure soit au niveau des interfaces carbone/oxyde, soit au sein de la matrice carbonée elle-même. Les résultats présentés sur ces matériaux modèles ont révélés que les propriétés thermomécaniques de ces matériaux peuvent être conçues en adaptant la microstructure.
Liste complète des métadonnées

https://hal-unilim.archives-ouvertes.fr/hal-01102470
Contributeur : Marc Huger <>
Soumis le : lundi 12 janvier 2015 - 18:01:24
Dernière modification le : mercredi 14 février 2018 - 16:02:08

Identifiants

  • HAL Id : hal-01102470, version 1

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Citation

Diane Dupuy, Philippe Guillo, Claire Peyratout, Marc Huger, Thierry Chotard. Compréhension élémentaire des propriétés physiques des matériaux composites réfractaires à matrice carbonée. Matériaux 2014, Fédération Française des Matériaux, Nov 2014, Montpellier, France. ⟨hal-01102470⟩

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