Matériaux composites

Professeur Dr. Walid Badawi - Département de physique

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Les matériaux composites présentent des avantages techniques fondamentaux qui ont suscité un intérêt croissant dans notre époque actuelle, car ils sont utilisés dans de nombreux domaines tels que les industries militaires, civiles, spatiales et médicales, etc., en raison de leurs caractéristiques particulières et de leurs applications uniques. Les matériaux composites sont définis comme un mélange constitué de deux matériaux mélangés ensemble, l'un étant appelé le matériau matriciel (material Matrix) et l'autre le matériau de renforcement. Le matériau matriciel peut être de base céramique, métallique ou polymère, tandis que les matériaux de renforcement peuvent se présenter sous forme de (particules, plaques et fibres, etc.). La figure (1) illustre les composants fondamentaux des matériaux composites. [Les matériaux composites se distinguent par de nombreuses propriétés telles que la résistance, la durabilité, l'isolation thermique et électrique, la faible densité et la facilité de mise en forme, ce qui les rend préférables par rapport aux autres matériaux conventionnels. En général, ces propriétés dépendent à la fois du matériau matriciel et des matériaux de renforcement qui le composent, ainsi que des fractions massiques ou volumiques impliquées dans leur composition. De plus, elles peuvent également dépendre de la nature de la surface interfaciale du matériau composite.

  La figure (1) illustre les composants fondamentaux des matériaux composites

  Composants des matériaux composites (Components of Composite Materials)

 .1 Matériau matriciel (Matrix Material):

 C'est le matériau qui assure la liaison des matériaux de renforcement et le transfert des forces vers eux. Il peut également être défini comme le principal agent qui relie les phases de renforcement. C'est un composant important des matériaux composites, le matériau matriciel étant généralement de base métallique, céramique ou polymère. Le matériau matriciel représente la phase continue (Continuous phase). Parmi les fonctions importantes que doit remplir le matériau matriciel, il doit lier les matériaux de renforcement entre eux et transférer les forces de contrainte auxquelles les matériaux composites sont soumis vers les matériaux de renforcement. De plus, le matériau matriciel protège les matériaux de renforcement en les protégeant des impacts mécaniques, des réactions chimiques, de l'oxydation, de la corrosion et des variations thermiques. Le choix du matériau matriciel repose sur de nombreux facteurs, parmi lesquels la facilité de fabrication, le coût réduit, la compatibilité avec les matériaux de renforcement et la résistance aux conditions environnementales variées. En outre, le matériau matriciel doit posséder des propriétés physiques telles que l'expansion thermique, la densité, la conductivité thermique et électrique, le point de fusion, la transparence et la ductilité.