FR2969634A1 - Revetement pour la detection d'impacts sur des pieces de structure - Google Patents
Revetement pour la detection d'impacts sur des pieces de structure Download PDFInfo
- Publication number
- FR2969634A1 FR2969634A1 FR1061305A FR1061305A FR2969634A1 FR 2969634 A1 FR2969634 A1 FR 2969634A1 FR 1061305 A FR1061305 A FR 1061305A FR 1061305 A FR1061305 A FR 1061305A FR 2969634 A1 FR2969634 A1 FR 2969634A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- probes
- matrix
- coating
- layer
- composition according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009863 impact test Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- -1 zirconium alkoxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910016525 CuMo Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- UQBKQFMSHMLFJK-UHFFFAOYSA-N copper;zinc Chemical compound [Cu+2].[Zn+2] UQBKQFMSHMLFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 6
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-].CCC[O-] XPGAWFIWCWKDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001874 trioxidanyl group Chemical group [*]OOO[H] 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/247—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet using distributed sensing elements, e.g. microcapsules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/66—Additives characterised by particle size
- C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
- G01N3/068—Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/04—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses for indicating maximum value
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0001—Type of application of the stress
- G01N2203/001—Impulsive
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
La présente invention se rapporte à une composition pour revêtement de surface, comprenant : - une matrice, - des sondes comprenant au moins un composé dont des propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure, lesdites sondes étant directement au contact de la matrice, lesdites sondes représentant entre 5% et 40% du poids total de la composition. Les sondes sont préférentiellement des composés qui possèdent des propriétés piézochromiques. La présente invention se rapporte en outre à une pièce (10) de structure, notamment en matériau composite, comportant un tel revêtement (13) de surface. L'invention permet d'estimer une énergie d'un impact (16) survenu sur ladite pièce de structure, pour déterminer la gravité des dégâts (17) générés par ledit impact.
Description
REVÊTEMENT POUR LA DETECTION D'IMPACTS SUR DES PIECES DE STRUCTURE
La présente invention se rapporte à des revêtements permettant de mettre en évidence un impact sur une pièce de structure, plus particulièrement une pièce en matériau composite. La présente invention trouve une application particulière dans le domaine aéronautique. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à des revêtements contenant des sondes sensibles aux chocs, permettant la mise en évidence d'un impact sur une pièce de structure, à partir d'un seuil d'énergie déterminé dudit impact. Cette invention répond notamment à la nécessité de développer des moyens de mise en évidence d'impacts sur des pièces aéronautiques en matériau composite. Les matériaux composites sont typiquement constitués de fibres ou de filaments liés entre eux par une matrice de polymères organiques. Ces matériaux, qui allient une bonne résistance mécanique à un faible poids, sont particulièrement indiqués pour la réalisation de pièces structurales, notamment dans le domaine aéronautique. Cependant, les matériaux composites, du fait de leur structure, sont particulièrement sensibles aux chocs ou impacts, qui produisent des délaminages ou des pertes d'intégrité des matériaux. De tels chocs, causés par exemple par la chute d'un marteau, peuvent notamment survenir en cours d'assemblage d'un aéronef. La pièce impactée peut être suffisamment endommagée pour nécessiter sa réparation ou son remplacement. Pour autant, l'étendue du dommage causé à la pièce n'est pas nécessairement visible à l'ceil nu à l'endroit du choc. La présente invention permet non seulement d'améliorer le suivi d'intégrité de la structure du matériau, mais également de quantifier la force de l'impact subit par la pièce. L'invention permet de déterminer si la pièce a subit un choc, mais également d'apprécier la force de ce choc, afin de pouvoir décider si la pièce nécessite ou non une réparation ou un remplacement. Il est connu de l'art antérieur des peintures dans lesquelles sont incorporées des capsules contenant un colorant visible à I'ceil nu. Sous l'effet d'un choc, les capsules se brisent et libèrent le colorant qui marque l'endroit de l'impact. Le document FR2861847, au nom de la Demanderesse, décrit une méthode de contrôle d'un impact sur une pièce structurale en matériau composite, ladite méthode faisant intervenir ce type de peinture. Cependant, le seuil d'énergie entraînant la libération du colorant dépend directement des capsules utilisées dans la peinture. Ce type de peinture ne permet donc pas de modifier le seuil d'appréciation de la force de l'impact. En effet, la tâche sur la pièce est sensiblement identique quelle que soit la force du choc, si cette dernière est supérieure au seuil. La présente invention permet de résoudre ce problème. Plus précisément, l'invention se rapporte à une composition pour revêtement de surface, comprenant : une matrice, notamment polymérisable ; des sondes comprenant au moins un composé dont des propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure, lesdites sondes étant directement au contact de la matrice ; les sondes représentant entre 5°/O et 400/0 du poids total de la composition. Les sondes peuvent être sous forme de particules. Elles peuvent également être sous forme de molécules en solution dans la matrice, ou greffées sur des particules. Les sondes sont préférentiellement des composés qui possèdent des propriétés piézochromiques, c'est-à-dire qui subissent un changement de couleur sous l'action d'une pression extérieure. Ce changement de couleur peut s'effectuer dans les domaines de l'infrarouge, de l'UV, du visible ou encore en fluorescence. Ce changement de couleur est quantifiable au moyen d'appareils d'analyse optique. Il est donc possible de corréler un niveau de changement de couleur au niveau d'un point d'impact avec une énergie dudit impact. Les sondes sont directement au contact de la matrice, et non à l'intérieur de capsules comme dans l'art antérieur. Le changement de couleur ne dépend donc pas de la rupture d'une capsule.
Selon une forme préférentielle de l'invention, le composé dont les propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure est choisi parmi : les oxydes de formule CuMo,_ XWXO4 avec 0 x 0,1 ; les oxydes de structures perovskites ; les oxydes de formule PbZr1_XTix03 avec 0 x 0,1 ; les sulfures de zinc, de cadmium ou de cuivre ; les oxydes de zinc.
Plus préférentiellement, les sondes comportent des particules d'oxydes de formule CuMo1_XWXO4 avec 0 x 0,1. Ces composés possèdent des propriétés piézochromiques. Plus précisément, la structure cristalline de ces particules est apte à être modifiée par application d'une pression extérieure, ce qui induit un changement de couleur. Un diamètre des particules est avantageusement compris entre 1 pm et 50 µm. Les particules d'oxydes de formule PbZr1_XTix03 avec 0 x 0,1 et de perovskites possèdent également des propriétés piézochromiques. Les perovskites ont une formule de type ABO3, comme par exemple BaTiO3, Ba0.9Sr0.1TiO3 ou BaSno.02Tio.9803- Alternativement, les sondes comportent des sulfures de zinc, de cadmium ou de cuivre, sous forme de particules de taille inférieure à 2 nm. Ces particules ont des propriétés photoluminescentes en cas de pression extérieure.
Les particules d'oxydes de zinc présentent également une photoluminescence différente selon la phase du zinc. La matrice de la composition peut être de plusieurs natures. Selon une forme préférentielle de l'invention, la composition comprend une matrice sol-gel hybride organique/inorganique.
Plus préférentiellement, la matrice contient au moins un composé organique choisi parmi les organoalcoxysilanes, notamment parmi les époxysilanes. Plus préférentiellement, la matrice contient au moins un composé inorganique choisi parmi les alcoxydes de zirconium.
Selon une autre forme préférentielle de l'invention, la composition comprend une matrice hybride organique/inorganique de type dérivé organique de céramique, comme les compositions commercialisées sous la marque ORMOCER® (Fraunhofer). Selon une autre forme préférentielle de l'invention, la composition comprend une matrice organique. Plus préférentiellement, cette matrice organique est choisie parmi une résine époxy, une résine de polyuréthane, une résine vinylique, une résine polypropylène, une résine de polyamine ou un mélange de celles-ci.
La composition peut par exemple avoir la forme d'une résine ou d'un vernis ou encore d'une peinture. Elle peut également constituer un revêtement adhésif, notamment de type film. L'invention se rapporte en outre à un procédé de revêtement d'une pièce, comprenant les étapes suivantes : appliquer sur une surface de la pièce une couche de composition telle que décrite précédemment, ladite couche ayant une épaisseur comprise entre 1 et 200 pm ; puis soumettre ladite couche à un traitement de consolidation. L'application s'effectue notamment par trempage ou par aspersion, ou par dépose au rouleau ou au pinceau. Pour une matrice Sol-Gel, l'épaisseur de la couche est préférentiellement comprise entre 1 pm et 100 µm, plus préférentiellement entre 1 et 30 µm. Pour une matrice organique l'épaisseur de la couche est préférentiellement comprise entre 25 lm et 200 µm, plus préférentiellement entre 25 et 50 µm.
Le traitement de consolidation est par exemple un traitement de polymérisation, par exemple un traitement thermique ou UV, ou simplement un temps de repos à l'air libre. L'invention se rapporte en outre à une pièce structurale en matériau composite, comportant un revêtement de surface issu d'un tel procédé.
L'invention se rapporte également à un procédé d'évaluation d'un choc reçu par une pièce structurale comportant un revêtement selon l'invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - étalonnage du revêtement de surface de la pièce par essais d'impact ou de pression sur des éprouvettes revêtues dudit revêtement, afin de déterminer un seuil d'énergie de l'impact ou de la pression, induisant un seuil de modification des propriétés physico-chimiques des sondes ; - estimation, à l'endroit du choc, de la modification des propriétés physico-chimiques des sondes par rapport audit seuil, ladite estimation étant effectuée par des moyens optiques d'analyse.
Préférentiellement, l'invention concerne des revêtements dont la modification des propriétés optiques, dans le domaine du visible ou des UV, est détectable lorsque l'énergie de l'impact dépasse un seuil compris entre 5 et 60 Joules. Le seuil est plus préférentiellement compris entre 10 et 50 Joules, notamment en utilisant un impacteur hémisphérique de 16 mm de diamètre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont données à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : une vue schématique en coupe d'une pièce de structure comportant un revêtement de surface selon un mode de réalisation de l'invention ; - Figure 2: une vue schématique en coupe de la pièce représentée à la figure 1, après un impact. La figure 1 montre une pièce de structure comportant un revêtement de surface selon un mode de réalisation de l'invention. La pièce 10 est par exemple en matériau composite. Elle comporte un pli 11 dont une surface 12 externe est revêtue d'une couche 13 de revêtement selon un mode de réalisation de l'invention. La couche 13 peut être formée d'une résine ou d'un vernis ou encore d'une peinture. Selon un autre mode de réalisation, il est possible d'intercaler une ou plusieurs couches de revêtements entre une surface 12 externe du matériau composite et la couche 13. Selon un autre mode de réalisation, la couche 13 est sous forme de film déposé sur une couche de matériau adhésif, ledit matériau étant intercalé entre la surface 12 et la couche 13. La couche 13 de revêtement comporte une matrice incorporant des sondes 14. Les sondes 14 peuvent être sous forme de particules. Elles peuvent également être sous forme de molécules en solution dans la matrice, ou greffées sur des particules. Les sondes 14 comportent des composés possédant des propriétés piézochromiques. Plus exactement, des propriétés physico-chimiques des sondes 14 sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure ; la modification de ces propriétés physico-chimiques induit un changement de couleur, par exemple dans le domaine du visible ou dans l'UV. Par exemple, un choc survenant sur la surface 15 externe de la couche 13 provoque un changement de couleur d'une partie des sondes 14. Dans l'exemple présenté à la figure 1, la surface 15 externe de la couche 13 correspond à la surface externe de la couche 10. Cependant, il est possible de recouvrir la couche 13 d'une ou plusieurs couches supplémentaires de revêtements, à condition que la ou lesdites couches soient suffisamment transparentes pour permettre une détection du changement de couleur de la couche 13. Il est notamment possible de recouvrir la couche 13 d'un vernis transparent (clear-coat).
La figure 2 montre la pièce 10 après un impact 16 survenu sur la surface 15. L'impact 16 correspond par exemple à une énergie comprise entre 10 et 50 Joules, ayant provoqué un délaminage sur une zone 17 de la pièce 10. Une partie de l'énergie de l'impact est absorbée par des sondes 14.1 situées à proximité dudit impact 16. Il en résulte un changement de couleur desdites sondes 14.1. Ce changement de couleur est détectable par observation de la surface 15, à I'ceil nu ou au moyen d'appareils d'analyse optique. Afin de déterminer si la pièce 10 nécessite ou non une réparation ou un remplacement, il est possible au préalable d'étalonner le revêtement 13 par essais d'impact. A cet effet, on utilise par exemple des éprouvettes calibrées représentatives de la pièce 10. On réalise sur ces pièces des essais d'impacts ou de pression à différents niveaux d'énergie, de manière à établir une correspondance entre chaque niveau d'énergie et une intensité de changement de couleur de la surface représentative de la surface 15 au niveau de l'impact. On peut notamment déterminer un seuil d'énergie ES, correspondant à une intensité IS de changement de couleur. Cette intensité IS correspond à l'étendue de la zone de délaminage 17, à partir de laquelle la pièce 10 nécessite une réparation ou un remplacement. L'intensité IS est estimée au moyen d'un appareil de détection optique adapté au domaine de longueur d'onde dans lequel s'effectue le changement de couleur des sondes 14. Il peut par exemple s'agir du domaine de l'infrarouge, du visible ou de I'UV. Il peut également s'agir de fluorescence.
Un appareil similaire audit appareil de détection optique est ensuite utilisé pour examiner l'impact 16, afin de déterminer si l'intensité de changement de couleur au niveau dudit impact est supérieure ou égale à IS. Si c'est le cas, alors la pièce 10 nécessite une réparation ou un remplacement.
Les exemples ci-dessous de réalisation de l'invention décrivent la fabrication de compositions de revêtement et de pièces composites revêtues, similaires à la pièce 10 : Exemple 1 : Composition Sol-Gel A 65 mL d'une solution aqueuse d'acide acétique 0,05 M, on ajoute goutte à goutte, sous agitation, à température ambiante (20 °C), un mélange de 9,3 g de tétraméthoxysilane (TMOS), 37,4 g de 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS) et 4,9 g de diméthyldiéthoxysilane (DMDES). On ajoute ensuite directement 150/0 en masse de particules de CuMoo.9W0.1O4, d'un diamètre de 30 à 50 µm. La solution est conservée sous agitation à température ambiante pendant un jour. On ajoute ensuite un mélange constitué d'une solution de tétrapropoxyzirconium (TPOZ) à 700/0 dans le propanol/CH30OOH/H2O en un rapport pondéral de 11,7g/6g/4,5g, préalablement agité pendant 30 minutes. La solution finale est agitée à température ambiante pendant 30 minutes. Un substrat composite est nettoyé juste avant le dépôt de façon à éliminer les poussières résiduelles. On dépose le revêtement sur le substrat par immersion (dip-coating) pendant 2 minutes et avec une vitesse de retrait 0,68 cm.s-1, ou par spray, puis on le fait sécher à température ambiante pendant 2 heures.
Exemple 2 : Composition Sol-Gel A 50 g d'eau déminéralisée, on ajoute goutte à goutte un mélange de 30,3 g de GPTMS et de 4 g de DMDES. 150/0 en masse de particules de CuMo0.9W0.1O4, d'un diamètre de 30 à 50 µm, sont introduites directement. Puis on laisse le tout sous agitation à température ambiante (20 °C) pendant 24 heures.
Le mélange obtenu est appliqué sur une pièce de matériau composite par immersion de la pièce ou par spray. La pièce est laissée sécher à température ambiante au moins 2 heures.
Il est également possible de réaliser des revêtements à l'aide d'une matrice organique au lieu d'une matrice Sol-Gel.
Pour une matrice organique, l'épaisseur de la couche de revêtement déposée ensuite sur la pièce composite est préférentiellement comprise entre 25 lm et 200 µm, plus préférentiellement entre 25 et 50 µm. Pour une matrice Sol-Gel, l'épaisseur de la couche est préférentiellement comprise entre 1 pm et 100 µm, plus préférentiellement entre 1 et 30 µm, encore plus préférentiellement de 1 à 20 µm. Il est également possible de réaliser un revêtement sous forme de film adhésif, par exemple en déposant sur une couche de matériau adhésif une couche de composition choisie parmi les compositions décrites ci-dessus, puis en soumettant ladite couche de composition à un traitement de consolidation. Le film adhésif ainsi formé peut ensuite être utilisé pour revêtir une surface, par exemple d'une pièce d'aéronef en matériau composite. L'invention décrite ci-dessus peut être utilisée pour estimer la force d'un choc reçu par de nombreux types de surfaces. Bien qu'elle ne soit pas limitée aux matériaux composites, elle est avantageusement utilisée pour ces derniers. De nombreux éléments d'un appareil de type aéronef peuvent être constitués de matériaux composites. Ces matériaux sont notamment utilisés sur de nombreuses parties d'un avion (fuselage, radôme, dérive) mais également sur les hélicoptères (pales, capots...). Selon la localisation d'une pièce selon l'invention dans un aéronef, l'invention peut présenter une utilité depuis la fabrication jusqu'à la fin de vie de ladite pièce. Si la pièce selon l'invention est une pièce élémentaire ou un élément structural, l'invention permet de révéler des chocs apparus lors de la manutention - phase de transport ou stockage -, lors de l'assemblage, mais aussi tout au long de son exploitation : impact en vol (oiseaux, débris, grêle), impact au sol (grêle, véhicule de manutention...), impact lors de phases de maintenance ou réparation (chute d'outils...).
Dans d'autres domaines, la présente invention peut par exemple être incorporée à des téléphones ou à des ordinateurs portables. Il serait ainsi possible, en cas de panne, de déterminer si l'appareil a subi un choc susceptible d'avoir causé ladite panne. L'invention pourrait également être utilisée dans le domaine de l'automobile, ou encore du verre, afin de déceler des microfissures ou des fragilisations du matériau.
Claims (13)
- REVENDICATIONS1. Composition pour revêtement de surface, comprenant : - une matrice, - des sondes comprenant au moins un composé dont des propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure, lesdites sondes étant directement au contact de la matrice, lesdites sondes représentant entre 5°/O et 400/0 du poids total de la composition.
- 2. Composition selon la revendication 1, telle que le composé dont les propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure est choisi parmi : - les oxydes de formule CuMo,_XWXO4 avec 0 x 0,1 ; - les oxydes de structures perovskites ; - les oxydes de formule PbZr1_XTix03 avec 0 x 0,1 ; - les sulfures de zinc, de cadmium ou de cuivre ; - les oxydes de zinc.
- 3. Composition selon la revendication 2, telle que le composé dont les propriétés physico-chimiques sont aptes à être modifiées par application d'une pression extérieure est choisi parmi les oxydes de formule CuMo,_ XWXO4 avec 0 x 0,1.
- 4. Composition selon la revendication 3, telle que les sondes sont sous forme de particules ayant un diamètre compris entre 1 pm et 50 µm.
- 5. Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice sol-gel hybride 30 organique/inorganique.
- 6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que la matrice contient au moins un composé organique choisi parmi les organoalcoxysilanes. 35
- 7. Composition selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisée en ce que la matrice contient au moins un composé inorganique choisi parmi les alcoxydes de zirconium.
- 8. Composition de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une matrice organique.
- 9. Composition de revêtement selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matrice organique est choisie parmi une résine époxy, une résine de polyuréthane, une résine vinylique, une résine polypropylène, une résine de polyamine ou un mélange de celles-ci.
- 10. Film pour revêtement de surface, comportant : - une couche externe, formée à partir d'une composition selon l'une des revendications précédentes, - une couche adhésive.
- 11. Procédé de revêtement d'une pièce (10), comprenant les étapes suivantes : - appliquer sur une surface (12) de la pièce une couche (13) de composition selon l'une des revendications 1 à 9, ladite couche ayant une épaisseur comprise entre 1 lm et 200 µm, - soumettre ladite couche à un traitement de consolidation.
- 12. Pièce (10) structurale en matériau composite, comportant une couche (13) de revêtement de surface issue d'une composition selon l'une des revendications 1 à 9.
- 13. Procédé d'évaluation d'un choc (16) reçu par une pièce (10) structurale selon la revendication 12, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - étalonnage du revêtement (13) de surface de la pièce par essais d'impact ou de pression sur des éprouvettes revêtues dudit revêtement, afin de déterminer un seuil (ES) d'énergie de l'impact, induisant un seuil (IS) de modification des propriétés physico-chimiques des sondes (14) ;- estimation, à l'endroit du choc, de la modification des propriétés physico-chimiques des sondes par rapport audit seuil (IS), ladite estimation étant effectuée par des moyens optiques d'analyse.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1061305A FR2969634B1 (fr) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Revetement pour la detection d'impacts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1061305A FR2969634B1 (fr) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Revetement pour la detection d'impacts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2969634A1 true FR2969634A1 (fr) | 2012-06-29 |
| FR2969634B1 FR2969634B1 (fr) | 2013-08-09 |
Family
ID=44547838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1061305A Expired - Fee Related FR2969634B1 (fr) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Revetement pour la detection d'impacts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2969634B1 (fr) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3184959A1 (fr) * | 2015-12-10 | 2017-06-28 | General Electric Company | Composants ayant des capteurs de contrainte et des caractéristiques thermiquement réactives et leurs procédés de surveillance |
| FR3060597A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-22 | Airbus Group Sas | Revetement piezochrome reversible a matrice hybride sol-gel/polymere pour la detection d’impacts sur substrats composites |
| FR3060598A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-22 | Airbus Group Sas | Revetement piezochrome reversible a matrice polymerique pour la detection d'impacts sur substrats composites |
| FR3066177A1 (fr) * | 2017-05-15 | 2018-11-16 | Safran Aircraft Engines | Moyeu d'helice a revetement sensible et systeme pour la detection d'anomalies affectant ledit moyeu |
| FR3127933A1 (fr) * | 2021-10-08 | 2023-04-14 | Safran Helicopter Engines | Piece d’attache pour un ensemble propulsif d’aeronef |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10326590A1 (de) * | 2003-06-13 | 2004-12-30 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Visualisierung von Oberflächenspannungen an grossflächigen Bauteilen |
| FR2861847A1 (fr) * | 2003-11-05 | 2005-05-06 | Eads Space Transportation Sa | Procede d'evaluation a des fins de controle des consequences d'un impact sur une piece en materiau composite structurale |
| FR2891844A1 (fr) * | 2005-10-07 | 2007-04-13 | Seb Sa | OXYDES DE CuMoW, PROCEDE DE PREPARATION ET UTILISATIONS DE TELS OXYDES |
-
2010
- 2010-12-28 FR FR1061305A patent/FR2969634B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10326590A1 (de) * | 2003-06-13 | 2004-12-30 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Visualisierung von Oberflächenspannungen an grossflächigen Bauteilen |
| FR2861847A1 (fr) * | 2003-11-05 | 2005-05-06 | Eads Space Transportation Sa | Procede d'evaluation a des fins de controle des consequences d'un impact sur une piece en materiau composite structurale |
| FR2891844A1 (fr) * | 2005-10-07 | 2007-04-13 | Seb Sa | OXYDES DE CuMoW, PROCEDE DE PREPARATION ET UTILISATIONS DE TELS OXYDES |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3184959A1 (fr) * | 2015-12-10 | 2017-06-28 | General Electric Company | Composants ayant des capteurs de contrainte et des caractéristiques thermiquement réactives et leurs procédés de surveillance |
| FR3060597A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-22 | Airbus Group Sas | Revetement piezochrome reversible a matrice hybride sol-gel/polymere pour la detection d’impacts sur substrats composites |
| FR3060598A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-22 | Airbus Group Sas | Revetement piezochrome reversible a matrice polymerique pour la detection d'impacts sur substrats composites |
| WO2018115654A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | Airbus | Revêtement piézochrome réversible à matrice polymérique pour la détection d'impacts sur substrats composites |
| WO2018115658A1 (fr) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | Airbus | Revêtement piézochrome réversible à matrice hybride sol-gel/polymère pour la détection d'impacts sur substrats composites |
| FR3066177A1 (fr) * | 2017-05-15 | 2018-11-16 | Safran Aircraft Engines | Moyeu d'helice a revetement sensible et systeme pour la detection d'anomalies affectant ledit moyeu |
| FR3127933A1 (fr) * | 2021-10-08 | 2023-04-14 | Safran Helicopter Engines | Piece d’attache pour un ensemble propulsif d’aeronef |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2969634B1 (fr) | 2013-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lyu et al. | Green preparation of transparent superhydrophobic coatings with persistent dynamic impact resistance for outdoor applications | |
| Janjua et al. | Performance and durability tests of smart icephobic coatings to reduce ice adhesion | |
| FR2969634A1 (fr) | Revetement pour la detection d'impacts sur des pieces de structure | |
| Chao et al. | Light scattering by nanostructured anti-reflection coatings | |
| Park et al. | Transparent and superhydrophobic films prepared with polydimethylsiloxane-coated silica nanoparticles | |
| Zeng et al. | Self-cleaning, superhydrophobic cotton fabrics with excellent washing durability, solvent resistance and chemical stability prepared from an SU-8 derived surface coating | |
| Xu et al. | Transparent, thermally and mechanically stable superhydrophobic coating prepared by an electrochemical template strategy | |
| Sun et al. | A scalable, self-healing and hot liquid repelling superamphiphobic spray coating with remarkable mechanochemical robustness for real-life applications | |
| WO2015177229A2 (fr) | Nouveau procede d'obtention de surfaces superhydrophobes ou superhydrophiles | |
| CN106752462B (zh) | 一种超疏水材料及其制备方法 | |
| WO2012010533A1 (fr) | Procede de fabrication d'un depot de nanoparticules inorganiques, comportant des micros-vides, sur un support transparent a la lumiere | |
| WO2012044522A1 (fr) | Revêtements nanoparticulaires en couche mince mécaniquement stables et leurs procédés de production | |
| WO2017009256A1 (fr) | Capteur d'une caracteristique physique, comportant de preference une structure multicouches | |
| EP2442142A1 (fr) | Structure multicouche comprenant un métal précieux accroché sur un substrat diélectrique, procédé et utilisation associés | |
| Xu et al. | Multifunctional polypyrene/silica hybrid coatings with stable excimer fluorescence and robust superhydrophobicity derived from electrodeposited polypyrene films | |
| Roslizar et al. | Hot-embossed microcone-textured fluoropolymer as self-cleaning and anti-reflective photovoltaic module covers | |
| Ge et al. | Formation and properties of superhydrophobic Al coatings on steel | |
| KR20200127351A (ko) | 초소수성을 갖는 나노입자 형성방법 | |
| CN107037011B (zh) | 用于燃料泄漏检测的系统和方法 | |
| Xiao et al. | Transparent and durable PDMS (O)/HDTMS anti-icing surfaces derived from candle soot | |
| CN103728675B (zh) | 一种超疏水自清洁树脂镜片的制备方法 | |
| FR2551249A1 (fr) | Procede d'enrobage d'un combustible nucleaire par un poison consommable et combustible nucleaire obtenu a l'aide de ce procede | |
| WO2018115658A1 (fr) | Revêtement piézochrome réversible à matrice hybride sol-gel/polymère pour la détection d'impacts sur substrats composites | |
| EP1600525B1 (fr) | Procédé de fabrication ou de réparation d'un revêtement sur un substrat métallique | |
| Farzaneh et al. | Protective Coatings for Overhead Lines in Winter Conditions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 10 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20230808 |