Les caractéristiques principales des composites carbone-carbone Sepcarb® conçus et fabriqués par Snecma Propulsion Solide incluent une exceptionnelle légèreté, une longue durée de vie, une exceptionnelle résistance aux chocs thermiques et à la corrosion, un parfait comportement en conditions opérationnelles et la stabilité de leurs caractéristiques mécaniques jusqu’à des températures de plus de 2700°C.
Les matrices céramiques (carbure de silicium) ont été développées dans le but d’augmenter la durée de vie en environnement oxydant.
Le tableau ci-dessous donne la comparaison des propriétés mécaniques d’un composite carbone-carbone standard de Snecma Propulsion Solide avec des caractéristiques typiques de graphites ou d’alliages réfractaires.
Les caractéristiques types d’un composite carbone-carbone Sepcarb® 3D de Snecma Propulsion Solide sont données à titre indicatif dans le tableau suivant :
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1,5 | ||||
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25 | 1000 | 1500 | ||
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100 0,6 30 |
120 0,5 30 |
120 0,5 30 |
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22 1,3 5 |
30 1,1 5 |
31 1,1 5 |
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0,2 | 0,3 | |||
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800 | 1900 | 2100 | ||
Le tableau ci-après donne un comparatif qualitatif entre les composites carbone-carbone, le graphite et les alliages réfractaires. Il se veut être un guide pour l’utilisateur lui permettant d’orienter ses choix par rapport aux matériaux traditionnels en fonction des bénéfices et avantages apportés par l’utilisation des carbone-carbone.
| carbone-carbone | graphite | métaux réfractaires | avantages du carbone-carbone | |
|---|---|---|---|---|
 Masse |
densité : 1,5 | densité : 1,8 | densité 5 à 10 fois -supérieure au C-C | - Manutentions facilitées (économies en charge de travail), - sécurité des opérateurs augmentée, - facilité de stockage car moins volumineux, - structures et embases des fours moins sollicitées permettant des économies sur les coûts de maintenance. |
| Résistance à la temperature |
excellente | excellente, mais avec une résistance mécanique 4 fois inférieure à celle des C-C |
limite d’utilisation à 1000°C - 1100°C (perte totale de la résistance mécanique) |
Permet des conceptions plus légères et plus robustes |
| Fluage |
excellente tenue | excellente tenue | fluage important |
Pas de déformation permanente : les pièces conservent leur géométrie, et leur durée de vie est augmentée. La robotisation des opérations de chargement et de déchargement est rendue possible.
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| Résistance aux chocs thermiques |
excellente | moyenne | mauvaise | Permet des cycles thermiques plus rapides et améliore le rendement en opération. |
| Résistance aux chocs mécaniques |
très bonne | très mauvaise | excellente à température ambiante, mauvaise à chaud | Les C-C n’ont pas un comportement de matériaux fragiles comme les graphites et les céramiques, ce qui les rend très robustes en utilisation. |
| Economie d’énergie |
excellent | moyen | mauvais | Les équipements C-C ont une inertie thermique très faible nécessitant jusqu’à trois fois moins d’énergie de chauffage et réduisent les temps de chauffe et de refroidissement. |
| Sécurité |
excellent | moyen | moyen | La légèreté des équipements C-C facilite leur manutention et réduit les risques d’accidents corporels. |
| Impact environnemental |
excellent | moyen | mauvais | Les économies énergétiques contribuent à la préservation de l’environnement. |