Les fibres de carbone |
Réactualisé le 05/04/2001. |
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Le graphite polycristallin est constitué de cristallites fortement anisotropes. Son degré d'anisotropie dépend des ses conditions d'élaboration. Les propriétés remarquables des fibres de carbone résultent de la forte orientation préférentielles des cristallites parallèlement à l'axe des fibres. Ses propriétés sont essentiellement une rigidité et une résistance très élevées dans la dirction longitudinale, associées à un très faible coefficient de dilatation linéique dans cette même direction. En général, on fabrique les fibres de carbones en carbonisant des fibres de polymères par exemple, du polyacrylonitrile), éventuellement tissés ou tressées au préalable. La première étape est une oxydation sous tension, à l'air et à une température peu élevée (100 à 200°C). Au cours de cette étape, il se produit une oxydation du polymère et une réticulation sous tension. Après quoi, on obtient du graphite par pyrolise sous tension, en atmosphère neutre ou réductrice à des températures comprises entre 1100 et 1500°C. A la fin de cette étape, on obtient des fibres dits "à haute résistance". Lorsque l'on continue la cuisson en atmosphère neutre ou réductrice et à de plus hautes températures (2500 à 3000°C), la graphitisation se poursuit et un certain degré de recristallisation apparaît, ce qui entraine une plus forte orientation préférentielle des cristallites et la production de fibres dites "à haut module". Selon les caractéristiques de l'architecture initiale des fibres (bobinées, torsadées, tissées, etc.), le degré d'anisotropie du produit final peut fortement varier. On obtient donc des pièces globalement isotropes ou fortement anisotropes. Même si les coûts de fabrication des fibres de carbone diminuent, cela reste un produit cher. Bibliographie:
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