Influence du désensimage par traitement thermique sur les propriétés mécaniques de fibres de basalte
Résumé
This study deals with the effects of desizing by heat cleaning on the mechanical properties of basalt fibers. The heat
treatment at 350°C for 10h, considered in this work, leads to a complete desizing of the fibers. The mechanical properties
of basalt fibers before and after desizing were investigated by single fiber tensile tests. The tensile strength is reduced of
34% after desizing while no evolution of the Young’s modulus is observed. SEM micrographs reveals that the defects
located on the fibers surface are at the origin of the failure. Moreover, since the basalt structure is not modified during the
treatment, the strength loss is only ascribed to sizing layer removal. In fact, the desizing reveals the surface flaws of the
fibers and increases their criticality. Tensile specimens of unidirectional composite materials were produced with an epoxy
matrix and tested by considering both fibers states. The differences of mechanical properties observed for the composite
parts corresponds to those observed for single fibers. As a consequence, in the composite, the matrix is not able to play
the protective role of the sizing.
Cette étude s’intéresse à l’influence du désensimage par traitement thermique sur les propriétés mécaniques de fibres de basalte. Le traitement thermique à 350°C pendant 10 h, considéré dans ces travaux, permet d’obtenir un désensimage complet des fibres. Les propriétés mécaniques des fibres de basalte avant et après désensimage ont été évaluées par essais de traction sur monofilaments. Une diminution de 34% de la résistance mécanique a été observée suite au désensimage tandis qu’aucune différence significative n’a été constatée sur le module d’Young. L’observation au MEB des faciès de rupture montre que les défauts présents à la surface des fibres sont responsables de la rupture. La structure du basalte n’étant pas modifiée au cours du traitement, la perte de résistance mécanique est exclusivement attribuée au désensimage. Celui-ci a révélé les défauts surfaciques des fibres et aggravé leur criticité. Des éprouvettes en matériaux composites unidirectionnels ont été fabriquées avec une matrice époxy et testées en considérant les deux états de fibres. Les différences de propriétés mécaniques observées sur les composites correspondent à celles observées sur les monofilaments. Autrement dit, la présence de la matrice ne permet pas de « protéger » les défauts surfaciques des fibres révélés par le désensimage, comme pouvait le faire l’ensimage.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Loading...