Comportement à la corrosion galvanique de matériaux composites à matrice d'alliage d'aluminium renforcée par des fibres de carbone haut-module
Résumé
The service behaviour analysis of aluminium matrix composite material reinforced with carbon fibre involves evaluating the corrosion evaluation in a saline environment. The galvanic coupling between the carbon fibres and the aluminium alloy matrix plays a main part in the degradation of these composite materials. A local analysis by an in-situ experimental approach and a semi-analytical modelling are proposed to study the corrosion initiation and propagation at the fibre/matrix interfaces. The galvanic coupling and the aluminium carbide dissolution are involved and in competition in the localized degradation process. Thus the corrosion initiates perpendicularly to the fibre axis and then propagates along the fibre/matrix interface. These local mechanisms are compared to the global degradation of the material in which the fibre structure of the composite material has to be taken into account. A boundary element method simulation is used so that solutions can be proposed to reduce the galvanic corrosion kinetics between fibres and matrix and then improve the service behaviour of the composite materials.
L'analyse de la corrosion en milieu salin de matériaux composites à matrice d'aluminium renforcée par des fibres de carbone fait partie de l'évaluation du comportement en service de ces matériaux. La dégradation par la corrosion dans les matériaux composites est accentuée par la présence d'un couple galvanique entre le renfort de carbone et l'alliage d'aluminium. L'amorçage et la propagation de la corrosion ont fait l'objet d'études expérimentales locales in situ à l'interface fibre/matrice ainsi que d'une modélisation semi-analytique. Il est mis en évidence que la corrosion s'amorce perpendiculairement à l'axe de la fibre puis se propage parallèlement à son axe le long de l'interface et par dissolution des carbures d'aluminium. Ces mécanismes locaux ont été comparés aux mécanismes globaux qui prennent en compte l'architecture fibreuse du composite. Une simulation par éléments frontières de la dissolution anodique a permis de proposer des solutions pour améliorer le comportement en service de ces matériaux composites.