Développement de nanocomposites et composites de fibres de carbone-PEEK-nanotubes de carbones : caractérisations mécanique et électrique

par François Boyer

Thèse de doctorat en Génie mécanique et mécanique des matériaux

Sous la direction de Philippe Olivier.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet INMAT qui est un programme de recherche en collaboration avec différents partenaires académiques, piloté par AIRBUS Operations. Ce projet est labellisé par le pôle de compétitivité AESE. Il consiste à concevoir un composite d'un nouveau genre à savoir matrice thermoplastique PEEK / fibres de carbone/ nanotubes de carbone sans employer d'agents compatibilisants. Le principal but de ce projet est de produire un stratifié PEEK/carbone qui verrait ses propriétés électriques transverses (suivant son épaisseur) améliorées par l'incorporation de NTC. En effet, l'ajout de NTC dans la matrice permettrait d'obtenir des propriétés proches de l'isotropie du point de vue de la conductivité électrique. Les NTC sont donc dans un premier temps mélangés à la matrice PEEK puis extrudés de manière à obtenir différents mélanges de granulés chargés à 0,5 ; 1 ; 2 et 3 wt%. Des éprouvettes et des films sont réalisés à partir de ces mélanges de manière à pouvoir les caractériser électriquement (par spectroscopie diélectrique au CIRIMAT) et mécaniquement (essais conventionnels normalisées et DMA). Deux tentatives d'élaboration du composite PEEK/fibres de carbone/NTC ont ainsi été étudiées (composite " sandwich " et imprégnation de tissu sec).

  • Titre traduit

    Developpment of a peek-carbon fibers-carbon nanotubes composites and nanocomposites : mechanical and electrical characterization


  • Résumé

    This study is a part of our on-going research in the frame of the INMAT project managed by AIRBUS Operation (certified by AESE competitiveness pole) and in partnership with some other academic institutions, consisting of a composite thermoplastic PEEK/carbon fibers/ carbon nanotubes. The ultimate aim of INMAT is to produce carbon / PEEK laminates with enhanced electrical properties by integrating MWCNT without using compatibilizers. Indeed the addition of CNT's in the matrix will confer isotropic properties in term of electrical conductivity. Thus, Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNT) were dispersed into a PEEK matrix to manufacture first granulates. The MWCNT weight contents were 0,5; 1; 2 and 3 wt%. Tests specimens and films were then synthetized in order to carry out mechanical and electrical characterization, using DDS and DMA equipments. The next step is to produce carbon fibers/ PEEK/ MWCNT laminates by two different methods. First one consist in a composite "sandwich". During plies collation, films of PEEK/ MWCNT were staked between two plies of carbon/ PEEK prepreg. Several laminates were thus hot-pressed for 20 minutes at 380°C: i- free carbon/ PEEK laminates [0°16]; ii- carbon/PEEK/PEEK film MWCNT laminates containing 8 plies of carbon /PEEK with fibers oriented at 0° and 7 plies made of PEEK/MWCNT films. Second one consist to impregnate carbon cloth with PEEK/MWCNT films.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (242 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013 TOU3 0121
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.