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RÉSUMÉ
La qualité de l’interface entre renfort et matrice joue un rôle essentiel dans les propriétés mécaniques et physiques finales des matériaux composites. Cependant, cette zone reste assez complexe à définir et à analyser. Cet article expose les modélisations de cette liaison renfort/matrice proposées à ce jour. De nature différente, mécanique, physique/physico-chimique, thermodynamique, viscoélastique ou couplée, certains modèles stipulent l’existence d’une phase intermédiaire entre la matrice et le renfort, qui serait dotée de caractéristiques spécifiques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Anne BERGERET : Docteur Ingénieur, Maître-Assistant à l’École des Mines d’Alès - Responsable de l’équipe Formulation des Matériaux du Centre des Matériaux de Grande Diffusion de l’École des Mines d’Alès
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Patricia KRAWCZAK : Professeur à l’École des Mines de Douai - Responsable du Département Technologie des Polymères et Composites de l’École des Mines de Douai
INTRODUCTION
Différentes modélisations de l’interface/interphase ont été proposées, de nature mécanique, physique/physico-chimique, thermodynamique, viscoélastique ou couplée, qui selon le cas postulent l’existence ou non d’une troisième phase intermédiaire entre la matrice et le renfort, dotée de caractéristiques spécifiques.
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3. Modélisation physique ou physico-chimique
De nombreuses modélisations physiques ou physico-chimiques de l’interface/interphase ont été proposées ces dernières années, parmi lesquelles :
-
le modèle empirique de Lipatov repris par Théocaris [119] [120], qui permet d’évaluer l’épaisseur de l’interphase ;
-
un ensemble de modèles physiques qui permettent d’évaluer les modifications de mobilité moléculaire des chaînes macromoléculaires induites par la présence d’une zone interfaciale renfort/matrice.
3.1 Modèle de Lipatov
Le modèle empirique de Lipatov repris par Théocaris [119] [120] permet d’évaluer l’épaisseur de l’interphase par la relation suivante :
avec :
- rf :
- rayon du renfort
- Δri :
- épaisseur de l’interphase
- vf :
- fraction volumique de renfort
- λ :
- paramètre d’interaction traduisant la proportion de chaînes macromoléculaires dont la mobilité est réduite au voisinage des renforts :
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