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Etude du comportement tribologique de composites carbone/carbone sous sollicitations de freinage aéronautique : approches mécanique et physico-chimique
| Auteur / Autrice : | Haytam Kasem |
| Direction : | Sylvie Bonnamy, Yves Berthier |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Matériaux, mécanique, structures et procédés |
| Date : | Soutenance en 2008 |
| Etablissement(s) : | Orléans |
Mots clés
Résumé
Les composites C/C constituent actuellement la meilleure solution technologique pour assurer le freinage aéronautique. En effet, ces matériaux possèdent des caractéristiques (densité, capacité thermique,…) et des propriétés thermomécaniques très adaptées au freinage très dissipatif. Dans ce contexte, cette étude a pour objectif l’identification des mécanismes d’usure de composites C/C lors de freinages de type taxiage à basse et à haute températures. Pour ce faire, deux tribomètres sont utilisés (pion/disque et disque/disque) ainsi qu’un spectromètre de masse couplé au tribomètre pion/disque afin d’étudier les réactions chimiques dans le contact. L’analyse des gaz, la caractérisation des surfaces et des particules de troisième corps formées lors du frottement (MOLP, MEB, AFM, DRX, XPS, adsorption d’azote) ont permis de suivre l’endommagement des matériaux étudiés. Le frottement à basse température se caractérise par une usure particulièrement élevée, des surfaces majoritairement endommagées (rayures, fissurations, décohésions fibres/matrice,. . ), et un détachement important de particules de grande taille qui participent activement à l’abrasion des surfaces. L’usure tribo-chimique particulièrement élevée se traduit par une contribution prépondérante de l’usure mécanique par rapport à l’usure chimique (oxydation). Quant au frottement à haute température, il conduit à une usure faible, des surfaces peu endommagées et la production de particules de petite taille plus oxydées, plus cohésives et donc nettement moins abrasives. L’usure tribo-chimique relativement faible se caractérise par une plus faible contribution de l’usure mécanique et une oxydation plus importante.