Impact behaviour of carbon/polymer composites made by hot pressing moulding. Experimental and comparative study

Dans cet article, il est question de la tenue au choc des principaux composites a hautes performances mecaniques en carbone/polylmere rencontres dans les structures aeronautiques. Les materiaux fabriques par thermoformage a haute pression puis sont soumis a des impacts de forte energie allant de 8 a 70 joules. Ces echantillons impactes sont ensuite inspectes aux rayons X puis soumis a un essai de compression avant et apres vieillissement hygrothermique jusqu’a saturation dans une enceinte maintenue a 85% d’humidite relative (RH) et 70°C. Les radiographies montrent d’une part que la propagation des dommages s’opere suivant l’orientation des plis et que l’armure des materiaux a une influence sur l’etendue des dommages qui est plus importante pour les UD que pour les tissus. Les profils d’energie quant a eux nous montrent clairement qu’il n’y a pas de propagation brusque de fissures ou de delaminages dans les materiaux a matrices thermoplastiques(TP), contrairement au cas des materiaux a matrices thermodurcies(TD) dont les profils sont plus chaotiques et en accord avec leur faible capacite par rapport aux TP a dissiper de fortes energies d’impact. Par ailleurs, on remarque que tous les materiaux aussi bien a matrice TP que TD presentent une loi de decroissance identique de leur resistance residuelle avec l’energie incidente avec un seuil d’energie au-dela duquel le choc n’a plus aucun effet sur la resistance residuelle. Il en ressort en general que les composites a matrices TP sont mieux que ceux a matrices TD et que les tissus sont mieux que les UD. De plus, l’utilisation des fibres de carbone craquees avec certaines matrices TP n’altere pas leur forte capacite a dissiper l’energie. Enfin, pour ce qui est de l’influence des conditions severes (humidite et temperature), les materiaux a matrice PEI et Epoxy M77 qui sont ceux sollicites le plus loin de leur transition vitreuse (Tg) apparaissent curieusement comme les plus affectees. Cela est la preuve qu’une Tg elevee de la matrice ne signifie pas forcement une meilleure tenue mecanique en temperature.