Composite à matrice métallique

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Un composite à matrice métallique est un matériau réunissant deux éléments :

Le sigle MMC constituent l’acronyme de « Metal Matrix Composite », i.e. « Composite à Matrice Métallique » ou CMM en français.

Composition[modifier | modifier le code]

Pour avoir une certaine rentabilité technologique (et économique), le composite doit rester suffisamment léger ; ce qui conduit à utiliser un métal léger pour la matrice. En conséquence, l’aluminium et ses alliages constituent de bons candidats, suivis du magnésium et du titane, ainsi que leurs alliages respectifs.

Application[modifier | modifier le code]

Les matériaux composites à matrice métallique ont sensiblement évolués depuis leur apparition dans les années 1960. Leur prix relativement élevé imposait des applications essentiellement orientées vers l’aérospatiale. C’est seulement à partir des années 1980 avec l’apparition de renforts commercialement intéressants et de meilleure qualité que d’autres domaines d’application ont été envisagés. De nos jours, les CMM intéressent les concepteurs des industries automobiles, électroniques et de loisir pour leur capacité à répondre à des exigences mécaniques spécifiques.

Fabrication[modifier | modifier le code]

La fabrication de ces composites est relativement complexe dans la mesure où l’on doit assurer une bonne cohésion matrice/renfort et avoir simultanément :

  • Une fabrication avec la matrice en phase liquide ou semi-solide pour assurer une fluidité suffisante pendant l'imprégnation des renforts ;
  • Une température de fusion de la matrice peu élevée, comme c'est le cas de l'aluminium, pour ne pas détériorer les renforts et éviter toute réaction entre la matrice et les renforts.

Propriétés[modifier | modifier le code]

Le compromis obtenu entre la ténacité de la matrice métallique et la rigidité des renforts donne au CMM des caractéristiques mécaniques intéressantes par rapport à l’alliage seul, surtout au-dessus de 200 °C[1].

Comparaison avec les composites à matrice organique[modifier | modifier le code]

Les composites à matrices métalliques ont les avantages et les inconvénients suivant en comparaison avec les composites à matrice organique[2] :

Les CMM ont de meilleures
  • tenues en température et au feu ;
  • propriétés intrinsèques de la matrice métallique (sauf isolation thermique) ;
  • tenues au vieillissement ;
  • ductilités de la matrice métallique (comparée aux matrices résines thermodurcissables)
Les CCM sont limités par
  • un masse plus élevée ;
  • un prix plus élevé.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Michel Dupeux, « Aide-mémoire de science des matériaux », Dunod, 2005
  2. Serge Ètienne, Laurent David, Émilie Gaudry, Philippe Lagrange, Julian Ledieu et Jean Steinmetz, « Les matériaux de A à Z - 400 entrées et des exemples pour comprendre », Dunod, 2008