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Étude de l’influence des impuretés métalliques sur la réactivité des composites C/C lors de freinages à haute performance / Study of the metal impurities influence on the C/C composites reactivity in high performance braking

Lors d’un freinage aéronautique, les disques en composite C/C constituant les freins sont susceptibles d'être pollués par différentes substances émanant d'éléments de structure de l’avion ou de produits déverglaçants. Ces impuretés, introduites en faible proportion, ont un impact sur les propriétés tribologiques et thermiques des carbones et peuvent être à l’origine d’une usure précoce du frein. Dans cette étude, le nickel, le calcium et le zirconium ont été retenus pour simuler ces contaminants. L’objectif de la thèse fut de déterminer l’influence de la réactivité et de la chimie de surface du substrat sur l’activité de ces additifs. Un graphite Slx50 (Timcal®) a été broyé sous atmosphère contrôlée afin de contrôler sa réactivité. Après l’étape d’imprégnation par différentes solutions salines, les clichés de microscopie électronique en transmission (MET) montrent que la répartition de ces éléments est tributaire de la réactivité du support carboné. La désorption programmée en température couplée à un spectromètre de masse (TPD-MS) a mis en évidence des réactions entre le carbone et ces éléments. La spectrométrie de photoélectrons X (XPS) a permis de compléter l’étude et de proposer un mécanisme réactionnel pour chacun des additifs. / At the moment of aircraft braking, discs in composite C/C constituting the brakes may be polluted by various substances from structural elements of the aircraft or by icing agent products. These impurities introduced in small proportion, have an impact on the tribological and thermal properties of carbon and can be the cause of premature aging of the brake. In this study, nickel, zirconium and calcium were selected to simulate these contaminants. The aim of the thesis was to determine the influence of the reactivity and the surface chemistry of the substrate on the activity of these additives. A graphite Slx50 (Timcal®) was milled under controlled atmosphere in order to control its reactivity. After the impregnation step by various salt solutions, Transmission electron microscopy (TEM) shows that the distribution of these elements is dependent on the reactivity of the carbon support. Temperature Programmed Desorption coupled to Mass Spectrometer (TPD-MS) showed reactions between carbon and these elements. The X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) allowed to complete the study and to propose a reaction mechanism for each additive.

Identiferoai:union.ndltd.org:theses.fr/2015MULH8532
Date22 December 2015
CreatorsBourlet, Frédérique
ContributorsMulhouse, Gadiou, Roger
Source SetsDépôt national des thèses électroniques françaises
LanguageFrench
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation, Text

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