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Rival, Guilhem. Vieillissement sous irradiation électronique du PolyEtherEtherKetone : optimisation des propriétés électriques pour applications en environnement spatial

Rival, Guilhem (2020). Vieillissement sous irradiation électronique du PolyEtherEtherKetone : optimisation des propriétés électriques pour applications en environnement spatial.

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Résumé en francais

Cette thèse s'inscrit dans une thématique de recherche liée au comportement des polymères en environnement spatial. Elle présente deux objectifs : étudier le vieillissement du PolyEtherEtherKetone (PEEK) sous irradiation électronique et optimiser ses propriétés électriques afin de limiter les phénomènes de charge de surface. Pour cela, des composites PEEK/Fibres Courtes de Carbone ont été élaborés. Le seuil de percolation électrique des fibres a été déterminé à un taux volumique de 9%. Les applications spatiales du PEEK nécessitant un comportement isolant électrique, le taux de charges de 3 %vol a été sélectionné. La présence des fibres permet d'améliorer la conductivité électronique à température ambiante, même en-dessous du seuil de percolation électrique. Les matériaux ont alors été soumis à un flux d'électrons de haute énergie afin de simuler leur vieillissement en environnement spatial. L'analyse des échantillons irradiés a mis en évidence deux phénomènes de vieillissement simultanés : une réticulation de la phase amorphe et une amorphisation de la phase cristalline. L'irradiation au voisinage de la transition vitreuse (165 °C) conduit à une densité de réticulation plus importante due à un taux de recombinaison des radicaux plus élevé. Dans les composites, les fibres limitent l'amorphisation et stabilisent le comportement mécanique. Vis-à-vis des propriétés électriques, le vieillissement induit une diminution de la conductivité ionique au-dessus de Tg. Dans les composites, cette diminution est amplifiée. À température ambiante, l'irradiation à 25 °C ou à 165 °C conduit à des évolutions opposées du transport électronique associées à la compétition entre réticulation et amorphisation. Dans les composites, les fibres stabilisent l'évolution de la relaxation de potentiel et permettent toujours un écoulement plus rapide des électrons.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dantras, Éric
Paulmier, Thierry
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085 ; Office national d'études et recherches aérospatiales (ONERA)
Mots-clés libres :Polymère hautes performances - Radiations ionisantes - Relations structure-propriétés - Propriétés électriques - Analyses thermostimulées
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :26 Nov 2020 13:14