Ce travail propose une optimisation de la conductivité électrique transverse des composites structuraux matrice / fibres de carbone. Cette étude ce concentre sur l'influence de la fonctionnalisation de l'ensimage sur la conductivité électrique des composites. Dans un premier temps, des feuillets submicroniques d'argent (AgNpts) ont été élaborés en présence de citrate de sodium (TSC). Leur morphologie plane est particulièrement adaptée à une dispersion dans un ensimage. Puis, les feuillets ont été dispersés dans une matrice modèle. Le seuil de percolation électrique des feuillets est déterminé à 5,9 % est en corrélation avec facteur de forme modéré, compris entre 12 et 28. L'ensimage fonctionnalisé a ensuite été déposé sur une mèche de fibres de carbone, qui sera elle-même introduite dans une matrice hautes performances, de type PAEK. Des fils submicroniques d'argent ont été introduits dans la matrice PAEK, avant imprégnation des fibres de carbone. Des composites matrice–fils submicroniques d'argent / fibres de carbone avec ensimage conducteur ont été mis en œuvre. Leur conductivité électrique est élevée (7 S.m-1), alors que la fraction volumique en particules d'argent (fils et feuillet) est inférieure à 1 % en volume. |
This PhD thesis is about the optimization of transverse electrical conductivity of polymer matrix / carbon fiber reinforced structural composites. The influence of an electrically conductive sizing has been investigated. Silver nanoplates (AgNpts) have been successfully synthesized by soft chemical reduction, with trisodium citrate (TSC) as a surfactant. Silver nanoplates have been dispersed into a model matrix to determine percolation threshold, determined to be 5.9 % volume fraction. Experimental results are consistent with their moderate aspect ratio (between 12 and 28). Size and morphology of silver nanoplates are suitable for dispersion a sizing matrix. Carbon fiber has been coated with conductive sizing. Carbon fiber will be further impregnated by a PAEK thermoplastic matrix. A higher conductivity level has been achieved by introducing silver nanowires in the PAEK matrix. Structural composites consisting of matrix–silver nanowires / continuous carbon fiber sized with conductive sizing have been elaborated. Their electrical conductivity reached 7 S.m-1 for a total silver volume fraction of 1 %.vol. |