Analyse comparative de la distribution en taille des défauts sur fibre de verre par AFM et traction sur fil

G. Foray (1) , Mohamed R'Mili (1) , Armel Descamps-Mandine (1)

1 MATEIS - Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne]

Dans le domaine du bâtiment et de l'aéronautique le développement de composite thermo-structurés impose une connaissance fine des propriétés statistiques de chaque composant et en particulier des fibres. Nous proposons dans cette étude de coupler systématiquement un essai de caractérisation en traction sur fil et de l'imagerie pas Microscopie à Force Atomique (AFM). Les méthodologies d'analyses d'images sont revisitées en détails pour minimiser les erreurs de traitement numériques induites par les corrections de diamètre. Une technique innovante est ainsi proposée, l'analyse des dérivées de l'image rend compte avec finesse du diamètre du défaut, et de la distance au plus proche voisin. Cette technique permet notamment de comparer sans artefact des fibres de diamètres différents. Trois nuances de fibres de verre AR sont ainsi étudiées. La fibre HP, a une taille de défaut centrée sur 80nm associée à une contrainte à la rupture de 1400 MPa et un module de Weibull de 10. La fibre HD a par contre une taille de défaut centrée sur 600nm, associée à une contrainte à rupture de 900MPa, et un module de Weibull de 5. L'analyse des images AFM tout comme les essais mécaniques sur fil donnent des résultats cohérents de distribution en taille des défauts.

Mots clés: traction sur fil; AFM; caractérisation mécanique; microstructure; distribution statistique

Domaines: Mécanique des matériaux [physics.class-ph]; Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

G. Foray, Mohamed R'Mili, Armel Descamps-Mandine. Analyse comparative de la distribution en taille des défauts sur fibre de verre par AFM et traction sur fil. 17èmes Journées Nationales sur les Composites (JNC17), Jun 2011, Poitiers-Futuroscope, France. pp.184. ⟨hal-00597758⟩