Renforcement et matrice

Qu’est-ce qu’un renfort et une matrice dans les composites?

Le mot «composite» signifie «composé de deux ou plusieurs parties distinctes». Ainsi, un matériau ayant deux ou plusieurs matériaux ou phases constitutifs distincts peut être considéré comme un matériau composite. Le renfort et la matrice sont les deux phases du matériau composite.

Cependant, nous reconnaissons les matériaux comme composites uniquement lorsque les phases constitutives ne se dissolvent pas les unes dans les autres et ont des propriétés physiques significativement différentes, et donc les propriétés composites sont sensiblement différentes des propriétés constituantes.

Un matériau est considéré comme le matériau composite lorsque

  1. La combinaison de matériaux devrait entraîner d’importants changements de propriété
  2. Le contenu des constituants est généralement supérieur à 10%
  3. En général, la propriété d’un constituant est beaucoup plus grande (≥ 5) que l’autre constituant

Un constituant est appelé phase de renforcement et celui dans lequel il est intégré est appelé matrice. Le matériau de la phase de renforcement peut être sous forme de fibres, de particules ou de flocons. Les matériaux en phase matricielle sont généralement continus.

Renforcement dans les composites

Le renfort peut être des fibres, des particules de tissu ou des moustaches. ces renforts sont fondamentalement utilisés pour augmenter les propriétés mécaniques d’un composite.

Le but principal du renforcement est de

  • Fournit des niveaux supérieurs de résistance et de rigidité au composite.
  • Les matériaux de renforcement (graphite, verre, SiC, alumine) peuvent également fournir une conductivité thermique et électrique, une dilatation thermique contrôlée et une résistance à l’usure en plus des propriétés structurelles.
  • La forme de renforcement la plus utilisée dans les composites haute performance est le câble de fibre (faisceau non torsadé de filaments continus).
  • Les monofilaments de fibres sont utilisés dans les PMC, les MMC et les CMC; ils sont constitués d’une seule fibre d’un diamètre généralement ≥100 µm.
  • Dans les MMC, les particules et les fibres coupées sont la morphologie de renforcement la plus couramment utilisée, et elles sont également appliquées dans les PMC.
  • Les moustaches et les plaquettes sont utilisées dans une moindre mesure dans les PMC et les MMC.

Matrice dans les composites

Le matériau de la matrice est le matériau homogène et monolithique dans lequel un système de renforcement d’un composite est intégré et est complètement continu.

Le principal objectif de la matrice est de

  • Pour lier les renforts entre eux grâce à ses caractéristiques cohésives et adhésives.
  • Pour transférer la charge vers et entre les renforts, la matrice permet d’utiliser la résistance des renforts à leur plein potentiel en fournissant un transfert de charge efficace des forces externes au renfort.
  • La matrice fournit une réponse inélastique vitale de sorte que les concentrations de contraintes sont considérablement réduites et que les contraintes internes sont redistribuées à partir de renforts cassés.
  • Pour protéger les renforts des environnements et des manipulations.
  • La matrice fournit également une forme solide au composite, ce qui facilite la manipulation pendant la fabrication et est généralement requise dans une pièce finie.
  • En tant que phase continue, la matrice contrôle donc les propriétés transversales, la résistance interlaminaire et la résistance aux températures élevées du composite.
  • Du fait que les armatures sont généralement plus solides et plus rigides, la matrice est souvent le «maillon faible» du composite, d’un point de vue structurel.

Conclusion

Nous avons discuté de l’objectif principal du renforcement et de la matrice dans les matériaux composites. Si vous avez encore des idées sur ce sujet, faites-le nous savoir dans la section des commentaires ci-dessous.

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