The Importance of the Carbon Surface Properties in Carbon/Ceramic Composites

Les composites carbone/carbone et carbone/ceramique sont couramment utilises pour des applications necessitant des materiaux legers qui presentent un caractere refractaire, une bonne rigidite, une faibledilatation thermique, une bonne resistance a la fatigue et une excellente resistance aux chocs thermiques due, en autres, a une bonne conductibilite thermique.... Ces applications visent des domaines aussi divers que les equipements aeronautiques et aerospatiaux, les disques de freins, les equipements thermiques, les protheses medicales.... Les caracteristiques finales des composites ainsi que leurs performances sont fortement influencees par les proprietes de surface des materiaux carbones qui constituent ces composites. Ces proprietes de surface peuvent etre determinees soit par une approche 'chimie du solide' au travers du concept de sites actifs (ASA) soit par une approche 'groupes fonctionnels de surface' liee a la presence de groupes chimiques en surface du materiau carbone. L'utilisation de ces deux approches constitue un outil interessant pour predire la texture (porosite), la qualite de l'interface carbone/matrice, la reactivite et le comportement tribologique des composites C/C. L'oxydation du carbone a des temperatures aussi basse que 400°C represente un inconvenient majeur pour les composites C/C qui doivent etre proteges par des revetements ceramiques. Un procede non-conventionnel pour preparer des revetements ceramiques multi-couches a base de carbures par un procede de replique reactive est decrit dans cet article. La formation des carbures et leur efficacite de protection sont egalement fortement influencees par la chimie de surface des fibres de carbone. En particulier, la vitesse de formation et la microstructure du revetement de carbure(s) depend des proprietes de surface de la source carbonee.