CFM 2019

Mardi 27
S13 - Mécanique des polymères
Jean-Luc Bouvard
› 16:20 - 16:40 (20min)
› salle N102
Élaboration et caractérisation expérimentale du comportement mécanique d'un élastomère magnétorhéologique
Svenja Hermann  1, 2@  , Pauline Butaud  3@  , Gaël Chevallier  3@  , Jean-François Manceau  3@  , Christophe Espanet  1@  
1 : Moving Magnet Technologies  (MMT)
MMT
2 : Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies  (FEMTO-ST)
FEMTO-ST, CNRS, Univ. Bourgogne Franche-Comte, ENSMM, F-90010 Belfort Cedex, France
3 : Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies  (FEMTO-ST)
FEMTO-ST, CNRS, Univ. Bourgogne Franche-Comte, ENSMM, F-90010 Belfort Cedex, France

Les élastomères magnétorhéologiques sont des matériaux composites composés d'une matrice viscoélastique et de particules magnétiques. Habituellement des particules de fer ou d'oxyde de fer sont utilisées et le composite montre une rémanence magnétique faible. Le composite présenté dans le cadre de ce travail est un composite à base de silicone et de particules de NdFeB, un matériau à forte rémanence magnétique. Contrairement aux composites « matrice + particules de fer », il est donc possible ici d'obtenir un composite à champ rémanent : un aimant souple. L'influence des propriétés magnétiques des particules sur les caractéristiques mécaniques du composite est au cœur du travail présenté.

La première phase d'élaboration du matériau est le mélange de l'élastomère et des particules magnétiques. La réticulation est ensuite effectuée dans un moule à chaud et sous pression. La taille moyenne des particules est de D50 = 5 µm ; elles sont distribuées de façon homogène dans la matrice. Pour effectuer la polarisation des particules dans le composite, ce dernier est exposé à un champ magnétique de forte intensité après la réticulation du silicone. La valeur du champ rémanent du composite dépend de sa teneur en particules.

La caractérisation expérimentale consiste à analyser le comportement mécanique du composite et l'influence de son état magnétique sur ses caractéristiques. Un test de traction cyclique est effectué sur un analyseur mécanique dynamique (DMA+300, Metravib). L'élastomère pur puis chargé est caractérisé, ce dernier est soit non-aimanté, soit possède un champ rémanent orienté. L'aimantation est orientée soit perpendiculairement soit parallèlement à celle du chargement mécanique.

Les résultats des essais montrent dans un premier temps l'influence de la présence des particules, une influence d'origine purement mécanique sur le comportement du composite (augmentation de la rigidité, présence de l'effet Mullins). Par ailleurs, on observe également une influence du magnétisme sur le comportement mécanique : suivant l'orientation du champ rémanent appliqué au composite, on obtient une modification des caractéristiques mécaniques dynamiques plus ou moins importante.


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