Le matériau composite résine carbone

Résumé du document

On utilise aussi les matériaux composites pour optimiser les performances de certaines armes ; par exemple :
- Les arcs mongols (2000 avant Jésus-Christ) qui avait une âme en bois contrecollé de tendons au dos et de corne sur sa face interne (...)

Extraits

[...] On y dispose les couches de renfort enduites de résine. Le compactage éliminant l'air se fait manuellement au rouleau moulage poinçon matrice Un contre moule vient fermer le moule, après qu'on y ait disposé le mélange renfort / matrice. L'ensemble est placé dans un dispositif de serrage mécanique créant une pression de quelques bars moulage sous vide Ce procédé est encore appelé moulage en dépression. Comme pour le cas du moulage au contact, on utilise un moule ouvert sur lequel on dispose les couches de renforts mélangées avec une matrice. [...]

[...] Résistance à la chaleur : Nous nous sommes ensuite intéressés à la résistance à la chaleur, autrement dit voir à quelle température le matériau étudié commence à se déformer, fumer ou bouillir. Pour cela, on utilise une plaque chauffante, une sonde et une pince. On peut constater que le bois commence à fumer et à noircir fortement vers 110°C. Le matériaux composite lui, commence à bouillir aux environs des 250°C et à fumer aux alentours de 260°C. L'acier lui par contre ne s'est pas transformé sous l'action de la chaleur. Délaminage : Nous avons voulu tester le délaminage de nos différentes pièces. [...]

[...] Nous nous sommes donc efforcés de comparer les propriétés mécaniques de la résine carbone, du bois et de l'acier. Densité : Nous avons tout d'abord commencé par peser et mesurer le volume de nos différents matériaux. Poids : Volume : Pour mesurer les volumes de chacun des matériaux, nous les avons tous trois plongés dans de l'eau et mesuré la différence entre le volume d'eau initial et le volume d'eau après insertion du matériau. On peut donc dire que le bois est le matériau le plus léger (densité même inférieure à celle de l'eau), la résine carbone, elle, est légèrement plus lourde que le bois fois plus) mais beaucoup plus légère que l'acier qui a comme ordre de grandeur une densité 5,5 fois plus grande que cette dernière. [...]

[...] Tableau synthétique : Modélisations Afin d'expliquer les résultats trouvés au niveau microscopique, on a mis en place la construction de diférentes maquettes : Le bois : Le bois est une structure poreuse à plus de 30% d'air et est constitué de fibres espacées. Pour représenter cela, nous rassemblons les tiges de bois par quatre puis collons tous les morceaux obtenus ensemble de sorte que 1/3 de l'espace reste de l'air : Cette structure poreuse du bois explique sa faible résistance et son infiltration à l'eau importante. L'acier : L'acier est une structure compacte composée d'atomes fortement collés les uns aux autres. [...]

[...] Et on peut remarquer sans surprise que le bois est très peu résistant en faisant un schéma on peut mieux observer et expliquer le phénomène se passant sur notre matériau composite : En fait on peut voir lors de cette expérience que c'est la résine qui supporte l'effort de la contraction en un point, avec une résistance à la cassure faible. Lors de cette manipulation les fibres ne sont donc d'aucune utilité, on aurait pu faire le même test avec de la résine époxy pure on aurait eu les mêmes résultats. a. [...]