La présente invention concerne le traitement de surface, en particulier de composites béryllium-aluminium, de façon à obtenir des surfaces à forte porosité de dimension micronique pouvant servir pour la fabrication d'éléments pré- imprégnés et de panneaux structuraux ou pour la préparation de surface avant collage ou revtements de type peinture.

Le secteur aérospatial utilise des matériaux composites pour la réalisation de panneaux structuraux par l'assemblage et le collage de deux peaux en composite sur du nid d'abeille (NIDA) généralement réalisé en aluminium.

Dans de nombreuses applications l'utilisation de peaux en composite à base de fibres de carbone pose des problèmes : conductibilité électrique et ou thermique, traitements de surface etc.

Le composite béryllium-aluminium est largement utilisé dans le domaine thermique, notamment à bord des satellites, parce qu'il offre des propriétés thermo-mécaniques très performantes pour des éléments de structures de satellites ou d'avions hautes performances. Ainsi, les feuilles minces de béryllium- aluminium offrent des caractéristiques mécaniques et surtout thermiques permettant sur bien des plans de rivaliser avec les composites à base de fibres de carbone : -Très grande rigidité (module de Young de 193) -Excellentes propriétés mécaniques (résistance mécanique de 276 MPa et 344 MPa en résistance à la rupture) -Très grande légèreté (densité 2,1)

-Très bonne conductivité thermique (210 W/m°K) -Très haute chaleur spécifique (1506 J. kg°K) -Bonne conductibilité électrique (49 % IACS) Si le béryllium-aluminium est très intéressant pour ces propriétés thermo- mécaniques, il est très délicat à usiner et assembler. Son utilisation nécessite la mise en oeuvre de techniques spécifiques souvent onéreuses telles que la brasure et la soudure par laser ou par bombardement électronique.

De plus l'assemblage de feuilles minces (ou peaux) pour la réalisation de panneaux structuraux est effectué par collage ce qui nécessite une excellente préparation des surfaces en vue d'obtenir une parfaite adhérence lors du collage sur le nid d'abeille. Cette adhérence est obtenue actuellement par enduction d'un primaire, par exemple de type BRO 127, facilitant l'adhérence de la résine de collage qui sera utilisée par la suite.

De mme, dans le cas d'application de revtements de type peintures la pose d'un primaire est indispensable.

La structure du composite béryllium-aluminium est celle d'un composite à matrice métallique consistant en une matrice d'aluminium dans laquelle se trouve une dispersion homogène de grains de béryllium ayant une dimension comprise entre environ 1 et environ 20 microns.

De façon surprenante les inventeurs de la présente demande ont découvert qu'il était possible de préparer la surface du composite béryllium-aluminium par l'enlèvement sélectif par voie chimique des grains de béryllium se trouvant à la surface du composite.

Ce procédé permet ainsi d'obtenir une surface microporeuse autorisant le parfait accrochage des adhésifs comme des revtements et peintures grâce à leur pénétration dans les microporosités de la surface. D'une manière générale ce procédé simplifie les opérations de revtement de ces composites par la

suppression totale des longues préparations de surfaces comme les micro-sablages et l'utilisation de primaires dans la majorité des cas.

La présente invention concerne donc un procédé de préparation de surface d'un composite béryllium-aluminium ou analogue constitué par des grains de béryllium (A) ou analogue ayant une dimension comprise entre environ 1 et environ 20 microns en dispersion homogène dans une matrice métallique d'aluminium (B) ou analogue caractérisé en ce qu'il comprend l'attaque sélective par voie chimique d'une surface dudit composite de façon à dissoudre sélectivement lesdits grains de béryllium (A) de façon à ce que ladite surface dudit composite ait une très forte porosité de dimension micronique.

Au sens de la présente invention, on entend par « composite béryllium- aluminium ou analogue » tout composite ayant une structure similaire au composite béryllium-aluminium, c'est à dire constitué par des grains d'un métal (A) distincts de la matrice, ayant en particulier une dimension comprise entre environ 1 et environ 20 microns mais pouvant également tre supérieure, en dispersion homogène dans une matrice d'un autre métal (B), ledit métal (A) pouvant tre dissout sélectivement par voie chimique sans que ledit métal (B) ne soit touché.

Avantageusement, le composite béryllium-aluminium ou analogue est obtenu par un procédé de métallurgie des poudres, de façon avantageuse grâce à une étape de pressage isostatique ou d'extrusion pouvant tre suivie d'un forgeage, laminage ou usinage.

Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, il s'agit d'un composite béryllium-aluminium. Ce type de composite est accessible commercialement chez la société BRUSH WELLMAN. De façon avantageuse le composite béryllium-aluminium comprend 38 % d'aluminium et 62 % de

béryllium. Plus particulièrement il s'agit de l'AlBeMetX 162, matériau élaboré par la société BRUSH WELLMAN. Avantageusement le composite est sous la forme de feuilles.

Au sens de la présente invention, on entend par « attaque sélective par voie chimique » toute attaque chimique permettant de d'attaquer sélectivement le métal (A) par rapport au métal (B). Avantageusement la vitesse d'attaque du métal (A) est 300 à 400 fois plus rapide que celle d'attaque du métal (B).

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, en particulier lorsque le composite est du béryllium-aluminium, l'attaque sélective par voie chimique se fait par gravure chimique, avantageusement, à l'aide d'une solution d'acide sulfurique, de façon encore plus avantageuse diluée de 2 à 5%.

Le pourcentage de dilution de l'acide sulfurique, la température de la solution et le temps de réalisation de ce procédé permet de réguler la vitesse d'attaque de la solution et donc l'épaisseur sur laquelle va s'étendre la microporosité de la surface.

De façon avantageuse, la solution d'attaque par voie chimique comprend en outre un additif du type tensioactif ou inhibiteur de corrosion du métal (B). En particulier, lorsque le métal (B) est de l'aluminium, cet inhibiteur de corrosion peut tre du HTMA ou des chromates.

Au sens de la présente invention, on entend par « surface ayant une très forte porosité de dimension micronique » toute surface du composite béryllium- aluminium ou analogue dont les grains de métal (A) ont été enlevés sélectivement sans que la matrice (B) ait été touchée. Avantageusement ladite surface a une porosité d'au moins 60 %. De façon avantageuse, les pores de cette surface ont une dimension comprise entre environ 1 et environ 20 microns. De façon encore plus avantageuse, cette porosité s'étend sur au moins environ 50 microns d'épaisseur, de préférence environ 100 microns.

En particulier le présent procédé peut s'appliquer à une ou plusieurs surface du composite de façon à obtenir des surfaces ayant une très forte porosité de dimension micronique.

La présente invention concerne également un composite béryllium- aluminium ou analogue constitué par des grains de béryllium (A) ou métal analogue ayant une dimension comprise entre environ 1 et environ 20 microns en dispersion homogène dans une matrice métallique d'aluminium (B) ou métal analogue caractérisé en ce qu'une des surfaces dudit composite a une très forte porosité de dimension micronique, ladite porosité de ladite surface étant susceptible d'tre obtenue par le procédé d'attaque sélective par voie chimique selon la présente invention.

De plus, la présente invention concerne tout article en composite selon la présente invention et tout article comprenant un composite selon la présente invention.

Elle concerne également l'utilisation d'un composite selon la présente invention pour la fabrication d'éléments pré-imprégnés, d'éléments peints, de miroirs, de dispositifs d'échanges thermiques ou de panneaux structuraux dans le domaine de l'optronique ou de l'aérospatial.

Elle concerne en outre un procédé de fabrication d'un élément pré- imprégné à partir d'un composite selon la présente invention Ce procédé peut en particulier tre réalisé selon les deux façons suivantes : Dans une première possibilité le procédé comprend les étapes suivantes : al) revtement éventuel, en fonction de la nature et de la viscosité de la résine adhésive thermodurcissable, de la surface sèche à très forte porosité de dimension micronique du composite selon la présente invention par un film mince

de solvant compatible avec ladite résine adhésive thermodurcissable, suivant les recommandations du fournisseur de ladite résine, bl) dégazage éventuel des cavités des microporosités de ladite surface revtue obtenue à l'étape al), avantageusement sous vide primaire, de façon à facilité l'entrée par capillarité du solvant dans les microporosités, cl) enduction par un film de résine adhésive thermodurcissable de la surface à très forte porosité de dimension micronique du composite selon la présente invention, avec dégazage éventuel, en fonction de la viscosité de ladite résine, des cavités des microporosités de ladite surface enduite. dl) évaporation dudit solvant éventuel, avantageusement de façon naturelle, ce qui permet à la résine de rester seule accrochée à la surface du composite, cet accrochage étant excellent grâce à la pénétration de ladite résine dans les microporosités de ladite surface.

Avantageusement le film de solvant de l'étape al) a une épaisseur d'une centaine de microns grâce à un essorage de l'excédent par passage d'une raclette.

De façon avantageuse, la résine adhésive thermodurcissable est du type Hysol (g 934 fournie par la société HEXCELL.

L'étape al) permet, dans les cas où la résine est trop visqueuse pour pénétrer par elle-mme dans les microporosités de la surface, de la diluer à l'aide du solvant déjà présent dans les pores et donc ainsi de l'y faire pénétrer.

Dans une deuxième possibilité, le procédé comprend les étapes suivantes : a2) positionnement d'un film autosupporté de résine sur la surface sèche à très forte porosité de dimension micronique du composite selon la présente invention, b2) pressage dudit film autosupporté de façon à obtenir le pré-imprégné.

Avantageusement le film autosupporté a une densité surfacique comprise entre 100 et 300 g/m2. En particulier il peut s'agir de films du type REDUXO avec une résine de type 312 ou 319 fournis par la société HEXCELL.

De façon avantageuse, l'étape b2) est réalisée par l'utilisation d'un vide primaire de façon à parfaitement plaquer la résine du film autosupporté sur la surface sèche à très forte porosité du composite selon la présente invention. De façon encore plus avantageuse l'ensemble est maintenu en pression par action d'une membrane souple plaquée par la dépression due au pompage primaire.

La présente invention concerne également un procédé de préparation d'un élément peint à partir d'un composite selon la présente invention caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : -revtement éventuel, en fonction de la nature et de la viscosité de la peinture, de la surface sèche à très forte porosité de dimension micronique du composite selon la présente invention par un film mince de solvant compatible avec ladite peinture, suivant les recommandations du fournisseur de ladite peinture, -dégazage éventuel des cavités des microporosités de ladite surface revtue obtenue, avantageusement sous vide primaire, de façon à facilité l'entrée par capillarité du solvant dans les microporosités, -revtement par une peinture de la surface à très forte porosité de dimension micronique du composite selon la présente invention, suivi éventuellement par un dégazage des cavités des microporosités de ladite surface peinte.

De la mme façon que précédemment, la première étape de revtement par un solvant n'est utile que lorsque la peinture est trop visqueuse ou trop chargée pour pénétrer seule dans les microporosités de la surface du composite.

L'invention sera également mieux comprise à l'aide des références aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 illustre la structure microporeuse de la surface d'un composite selon la présente invention.

-la figure 2 illustre le procédé de fabrication selon la deuxième possibilité d'un élément pré-imprégné selon la présente invention.

Les exemples de réalisations suivants sont donnés à titre indicatif non limitatif : Etape 1 : fabrication d'un composite selon la présente invention : Une feuille de 0,4 ou 0,7 mm d'AIBeMetO 162 fabriqué par la Société Brush Wellman, comprenant 38 % d'aluminium et 62% de béryllium subit. un traitement de surface par gravure chimique. Cette opération est réalisée par trempage pendant deux heures à 40°C de la feuille dans une solution d'acide sulfurique diluée à 2% comprenant des chromates comme inhibiteur de corrosion de l'aluminium.

On obtient ainsi une feuille de composite selon la présente invention dont la surface présente une porosité supérieure à 62 %, la dimension des pores étant comprise entre 1 et une dizaine de microns (Figure 1) selon la granulométrie moyenne des grains de béryllium.

Cette porosité s'étend sur 100 microns de profondeur dans le composite.

Elle est due à l'enlèvement sélectif de tous les grains de béryllium de surface.

La feuille ainsi traitée est rincée à l'eau distillée puis séchée par étuvage à 80°C.

Etape 2 : fabrication d'un élément pré-imprégné à partir d'un composite selon la présente invention Exemple 1 : première possibilité La feuille obtenue à l'étape 1 est immergée dans un bain de solvant, ce qui a pour but d'imprégner de solvant les surfaces poreuses dans lesquelles le solvant pénètre par capillarité. Le solvant utilisé est compatible avec la résine Hysol@ 934 et préconisé par la société HEXCELL comme solvant de cette résine. Elle est ensuite placée durant quelques instants sous vide primaire de façon à dégazer les cavités microporeuses des surfaces ainsi revetues et garantir le remplissage total par capillarité du solvant dans les microporosités.

Puis rapidement, avant séchage du solvant, la feuille est enduite par pulvérisation ou par épandage à la raclette d'un film d'une centaine de microns d'épaisseur de la résine HysolO 934 de la société HEXCELL et stockée sous une pression de plusieurs bar d'azote le temps de laisser le solvant s'évaporer.

Exemple 2 : dReuxième possibilité La feuille obtenue à l'étape 1 est revtue d'un film autosupporté REDUX (» vendu par la société HEXCELL comprenant une résine de type 312 ou 319 (polymérisation à 120 °C pour la 312 et supérieure à 120° C pour la 319), ce film ayant une densité surfacique de 100 g/m2.

Le revtement se fait de la façon suivante : Le film auto supporté (3) est positionné sur la feuille (1) d'AIBeMet 162 obtenue à l'étape 1 et l'ensemble est placé sous vide primaire de façon à parfaitement plaquer la surface de résine (3) sur la surface de la feuille (1) tout en laissant le film de protection sur l'autre face.

L'ensemble est maintenu en pression par action d'une membrane souple (2) plaquée par la dépression due au pompage primaire (4) (figure 2).

Exemple d'utilisation des feuilles pré-imprégnées Les feuilles obtenues selon l'exemple 1 ou 2 de l'étape 2 sont prtes à l'utilisation immédiate. Dans le cas des films thermodurcissables autosupportés, elles doivent ensuite tre conservées impérativement en armoire frigorifique avec respect des durées de péremption données par le fournisseur de la résine.

Les feuilles ainsi obtenues sont tout à fait comparables aux pré-imprégnés que l'on trouve dans le domaine du composite carbone et les procédés de fabrication de panneaux sont alors identiques : 'Découpe des feuilles pré-imprégnées, . Découpe du nid d'abeille (NIDA), Montage des peaux sur chaque face du NIDA avec les outillages appropriés, Cuisson conventionnelle en étuve à la température donnée par le fournisseur de la résine adhésive.

Il est évident que les feuilles dont la préparation de surface a été effectuée selon la présente invention peuvent très bien tre prédécoupées ou non avec des outillages appropriés avant la fabrication de feuilles pré-imprégnées Enfin, les opérations de peinture ou de revtement thermo-optique sont facilitées sur les faces externes du panneau ainsi réalisé.

Les panneaux structuraux peuvent également servir pour la réalisations de miroirs de grandes dimensions.