Ageing of PEEK/Carbon Fibre composite under electronic irradiations: Influence on mechanical behaviour and charge transport - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Composites Part A: Applied Science and Manufacturing Year : 2021

Ageing of PEEK/Carbon Fibre composite under electronic irradiations: Influence on mechanical behaviour and charge transport

Vieillissement du composite PEEK / Fibre de Carbone sous irradiations électroniques : influence sur le comportement mécanique et le transport des charges

Abstract

Polymer used in satellite manufacturing are exposed to surface charging phenomenon due to electronic irradiations. This phenomenon can induce electrostatic discharges (ESD) which can lead to failures. In order to limit this phenomenon, we propose to develop PEEK composite reinforced with Short Carbon Fibres (SCF). We studied the behaviour of these composites in pristine state and after electronic irradiations compared to PEEK. In pristine state, fibres induce a faster surface electron relaxation. This behaviour shows that SCF can reduce ESD risks in space which is a first validation of the concept. After irradiations, PEEK ageing mechanisms are not modified by the presence of fibres. However, SCF stabilise both the evolution of mechanical behaviour and surface potential relaxation compared to irradiated PEEK. This stabilisation comes from two contributions: fibres stabilise the ageing of the matrix and hides the influence of this ageing on composite mechanical and electrical behaviours.
Les polymères utilisés dans la fabrication de satellites sont exposés au phénomène de charge de surface dû à l'irradiation électronique. Ce phénomène peut induire des décharges électrostatiques (ESD) pouvant conduire à des pannes. Afin de limiter ce phénomène, nous proposons de développer un composite PEEK renforcé de Fibres courte (Short) de Carbone (SCF). Nous avons étudié le comportement de ces composites à l'état vierge et après irradiation électronique par rapport au PEEK. À l'état vierge, les fibres induisent une relaxation plus rapide des électrons de surface. Ce comportement montre que le SCF peut réduire les risques d'ESD dans l'espace, ce qui est une première validation du concept. Après irradiations, les mécanismes de vieillissement du PEEK ne sont pas modifiés par la présence de fibres. Cependant, le SCF stabilise à la fois l'évolution du comportement mécanique et la relaxation du potentiel de surface par rapport aux PEEK irradiés. Cette stabilisation provient de deux apports : les fibres stabilisent le vieillissement de la matrice et cachent l'influence de ce vieillissement sur les comportements mécaniques et électriques des composites.
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Dates and versions

hal-03514081 , version 1 (06-01-2022)

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Cite

Guilhem Rival, Éric Dantras, Thierry Paulmier. Ageing of PEEK/Carbon Fibre composite under electronic irradiations: Influence on mechanical behaviour and charge transport. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2021, pp.106769. ⟨10.1016/j.compositesa.2021.106769⟩. ⟨hal-03514081⟩
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