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RÉSUMÉ
Les pyrocarbones sont des carbones denses de structure proche de celle du graphite, formée d’un empilement de feuillets graphéniques contenant des défauts 2D, 1D et ponctuels. Ils sont généralement produits à partir de la phase gazeuse, par dépôt chimique. En conséquence, ils ont une nanotexture variable. Dans cet article, les principaux moyens d’élaboration, de caractérisation et de classification structurale et texturale des pyrocarbones sont abordés, ainsi que la relation avec leurs propriétés, qui les amènent à être utilisés dans de nombreuses applications de haute technologie.
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Gérard L. VIGNOLES : Professeur - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), université de Bordeaux, France
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Patrick WEISBECKER † : Ingénieur de recherche - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
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Jean-Marc LEYSSALE : Chargé de recherche - Laboratoire ISM de l'université de Bordeaux, Bordeaux, France
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Stéphane JOUANNIGOT : Ingénieur d’études - Laboratoire des Composites ThermoStructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
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Georges CHOLLON : Chargé de recherche - Laboratoire des composites thermostructuraux (LCTS), CNRS, Bordeaux, France
INTRODUCTION
Les pyrocarbones sont des carbones denses de structure proche de celle du graphite, formée d’un empilement de feuillets graphéniques contenant des défauts 2D, 1D et ponctuels. Ils sont produits à partir de la phase gazeuse, par dépôt chimique. Ils ont une structure et une texture très variables, avec une organisation multi-échelle partant du nanomètre jusqu’au micromètre. Leurs propriétés d’intérêt en dépendent fortement.
L’objectif de cet article est de fournir un ensemble cohérent de connaissances et de techniques permettant de maîtriser la conception et la mise en œuvre de ces matériaux.
Les diverses variantes de leurs procédés de fabrication seront d’abord décrites. Puis leur caractérisation structurale à diverses échelles par de très nombreuses techniques (microscopies optique et électronique, diffraction des rayons X, des neutrons et des électrons, spectroscopie Raman…) sera abordée, menant à une classification, mise en relation avec les conditions de fabrication. On montrera qu’il n’est pas possible de décrire et classifier ces matériaux en utilisant un critère unique, mais qu’au contraire il est nécessaire de disposer d’une description simultanée de la structure (et surtout de ses défauts) et de la texture (c’est-à-dire du degré d’anisotropie). Une modélisation structurale sera présentée pour certains d’entre eux. Enfin, leurs caractérisations physiques, mécaniques et thermiques seront décrites et mises en relation avec leur structure. On montrera l’effet du traitement thermique sur la structure et les propriétés. Les pyrocarbones ont de nombreuses applications, aéronautique, spatiale, énergie, biomatériaux, électrochimie, etc., qui seront décrites en fin d’article.
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MOTS-CLÉS
énergie | caractérisation de matériaux | matériaux carbonés | aérospatial
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de avr. 2015 par Gérard L. VIGNOLES, Patrick WEISBECKER, Jean-Marc LEYSSALE, Stéphane JOUANNIGOT, Georges CHOLLON
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Carbones pyrolytiques ou pyrocarbones - Des matériaux multiéchelles et multiperformances
Définitions des pyrocarbones
Sources bibliographiques
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