WO2002068354A1 - Materiau composite compose de fibres unitaires et/ou de tissus noye(s) dans une matrice silice, son utilisation en optique, optronique et electronique et son procede de taitement de surface - Google Patents

Materiau composite compose de fibres unitaires et/ou de tissus noye(s) dans une matrice silice, son utilisation en optique, optronique et electronique et son procede de taitement de surface Download PDF

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Jean Benoit
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/002—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of fibres, filaments, yarns, felts or woven material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
    • C03C2214/32—Nature of the non-vitreous component comprising a sol-gel process

Definitions

  • TITLE Composite material composed of unitary fibers and / or tissues embedded in a silica matrix, its use in optics, optronics and electronics and its surface treatment process
  • the present invention relates to composite materials. It relates in particular to composite materials having a matrix formed by silica.
  • the inventors have surprisingly discovered that it is possible to replace the organic matrix of the composite material with silica, which offers, in addition to very high thermo-mechanical properties, a very high stiffness with a low density and above all a coefficient almost zero thermal expansion. These properties make it an efficient material mainly for the realization of telescope structures or optical instruments including ultra-light mirrors.
  • the process which can be used to produce such composite materials is a simple process of impregnation in the liquid phase with silica gel. This process lends itself to the production of complex shapes just like for composite materials with an organic matrix.
  • silica gels has been well known for a very long time.
  • the impregnation of fibers and / or fabrics with gels with a high concentration of silica has never been considered for the manufacture of composite materials.
  • current structures most of the time have to support electronics, in the form of boxes and cabling, which is very heavy and bulky.
  • the present invention therefore relates to a composite material composed of a skeleton formed by unitary fibers and / or fabric made from these fibers, said skeleton being embedded in a silica matrix.
  • the unitary fibers and / or the fabric produced from these fibers can be of any type used in the field of composite materials and well known to those skilled in the art.
  • they may be unit fibers chosen from the group consisting of carbon, silicon carbide (SIC), alumina or their mixture and fabrics made from these fibers.
  • these are carbon fibers and fabrics made from these fibers.
  • These fibers and fabrics are commercially available, in particular from the companies Mitsubishi, Toray or Union Carbide under the name for example of T 300, M55J, Kl 35, Kl 39, 13 A, 13B, 13C, 13D, XN 50, XN 70 , XN 80.
  • the composite material according to the present invention advantageously has a density of approximately 2.
  • its coefficient of thermal expansion is at most equal to about 0.5 ppm / ° C with a unidirectional fabric or unitary fibers. It can also be lower depending on the type of fiber and especially depending on the draping angle of the fibers in the fabric. Thus, if we take a fabric comprising three plies, (one at 0 °, another at 45 ° and the last at 90 °) its coefficient of thermal expansion is 0.2 ppm / ° C. In addition, this coefficient remains constant over a wide temperature range, in particular between around -50 ° C and around 400 ° C.
  • coefficient of thermal expansion is meant in the sense of the present invention the relationship between: a) the variation in length of a linear segment of the composite material according to the present invention per unit of variation in temperature and b) the length of this segment at a reference temperature in the range of -50 ° C to 400 ° C.
  • the advantages of the composite material according to the present invention are as follows: a significant improvement in the cost-performance ratio a very low mass (density of 2), a high dimensional stability thanks to the coefficient of thermal expansion almost zero and therefore a reduction in the need for thermal control and susceptibility to thermal gradients, insensitivity to humidity and therefore reduction of the need for adjustments or control for on-board solutions, for example in space: the adjustment on the ground is equal to the adjustment flight, long-term stability over a wide range of temperatures, in particular between about -50 ° C and about 400 ° C, and the absence of vacuum degassing, insensitivity to many chemical agents and therefore the possibility of using this material composite to make tanks, very high rigidity and very good mechanical and thermal properties:
  • These properties of the composite material are mainly given by the nature of the fibers and fabrics used: high and very high resistance fiber, high and very high modulus fibers. an absence of porosity and micro-cracks and therefore very good stability in a space environment, good thermal conductivity (depending on the nature and the draping angle of the fabric fibers) for example with carbon fiber K 135 from Mitsubishi at high conductivity.
  • the present invention also relates to a process for the manufacture of the composite material according to the invention comprising the following steps: a) desensing of the skeleton, in particular by chemical treatment of the unit fibers and / or of the fabric produced from these fibers, b ) prepreg of the desensed skeleton obtained in step a) in the liquid phase with a solution of silica gel, c) baking the prepreg obtained in step b) at a temperature between approximately 130 and approximately 220 ° C, advantageously between approximately 180 and approximately 200 ° C, so as to reduce the gas inclusions, advantageously under a pressure d '' about 10 Pa of nitrogen, d) one or more successive impregnation (s) in the liquid phase with a solution of silica gel of the cooked prepreg obtained in step c) so as to fill the interstices and eliminate the surface porosities. e) heat treatment of the impregnate obtained in step d) so as to bring the silica to a glassy state.
  • the silica gel can be manufactured according to methods well known to those skilled in the art, for example by stirring micron silica in water and gentle heating or by suspending micron silica in an organic binder of the polymer type or collodion.
  • glassy state is meant in the sense of the present invention a state in which the silica is not crystallized but is in the form of a solid paste made up of thousands of microcrystals which do not grow. It is therefore a metastable solid state which can have a certain order at the level of the interatomic bonds but which is disordered, like a liquid, on a larger scale.
  • the desizing step is necessary to obtain the composite materials according to the present invention.
  • the unitary fibers, in particular of carbon, and fabrics produced from these fibers are coated with a primer layer of epoxy or epoxy cyanate modified type.
  • this layer must be completely removed by chemical treatment, advantageously by a chemical dissolution process, even more advantageously using pure pyridine in the liquid phase or gas (using a modified kumaga extractor).
  • the unitary tissues or fibers are immersed in a bath of pure liquid pyridine until the complete dissolution of the finish.
  • pure pyridine in the gaseous state passes through the tissue or fibers and thus dissolves the primer layer.
  • the silica gel before its use in steps b) and d) of the process according to the invention is deboiled under vacuum.
  • FIG. 1 represents a schematic example of the method of impregnation or pre-impregnation by immersion then filament winding.
  • FIG. 2 represents an impregnated product obtained in step d) and comprising impregnation reserves.
  • FIG. 3 represents the folding at the level of the impregnation reserves of the impregnate obtained in step d) and application with a brush of silica gel on the impregnation reserve.
  • FIG. 4 represents a schematic example of the process for the surface treatment of composites.
  • FIG. 5 represents an example of a composite surface obtained after the treatment process of the present invention
  • pre-impregnation and / or impregnation processes in the liquid phase of steps b) and d) of the process according to the invention are processes well known to those skilled in the art, the liquid phase or slip being in the case of the present invention consisting of silica gel.
  • This slip can advantageously include adjuvants of the surfactant type.
  • the impregnation and / or prepreg is carried out by immersion in a tank containing the slip (2) then winding of the impregnated or prepreg on a mandrel (3), according to the desired draping angle ( Figure 1).
  • the impregnation or prepreg processes can be the same or different and chosen from the following techniques:
  • step d) of the method according to the invention there may for example be up to 5 or 6 successive impregnations depending on the needs and the geometries of the parts.
  • step c) of the process according to the invention cooking can also be carried out under primary vacuum.
  • step e) of the method according to the invention is carried out at a temperature at least equal to approximately 950 ° C. but lower than that of crystallization of the silica, advantageously less than 1500 ° C. and even more advantageously using two temperature cycles, the total duration of which spans at least two days.
  • these two cycles can be as follows: first 24-hour cycle: vitrification cycle with a rise in temperature up to the plateau, a plateau of 100 h at the temperature of step d), then a decrease in temperature until Room temperature. This cycle allows the silica to be vitrified.
  • second cycle retention cycle. It immediately follows the first cycle and it is identical. It eliminates all the constraints of silica glass.
  • the method according to the present invention comprises an intermediate step cl) between step c) and d) as follows: cl) assembly of the cooked prepreg obtained in step c) with at least one other cooked prepreg obtained in step c), the assembly thus formed is maintained and undergoes the impregnation of step d).
  • impregnation reserves (5) are produced and the method comprises an intermediate step between step d) and l step e) below: dl) folding of the impregnate obtained in step d) or assembling said impregnate obtained in step d) with at least one other impregnate obtained in step d) at the level of the impregnation reserve (5) and application of a binder constituted by silica gel (6) on the impregnation reserve, the impregnated (s) being kept folded (s) or assembled (s) and the assembly undergoing the heat treatment of step e).
  • impregnation reserve (5) is meant in the sense of the present invention obtaining areas of the cooked prepreg (4) not impregnated during step d) ( Figure 2). These zones can, after step d), be folded ( Figure 3) or be used for assemblies.
  • these impregnation reserves (5) can be obtained by adding to the desired areas of the cooked prepreg (4) of a collodion or resin (polymethyhnethacrylate type) soluble in conventional solvents (acetone type). After step d), this resin or collodion is removed from these zones, for example by dissolving in the desired solvent. Step dl) is then carried out, advantageously by applying with a brush (7) silica gel (6) to the impregnation reserve (5) (FIG. 3).
  • the method according to the present invention comprises at least one of the following additional steps: f) machining of the impregnate obtained in step e).
  • This machining is advantageously done with diamond tools (drilling holes, recesses, machining of mechanical scope), g) coating of the composite material according to the invention obtained in step e) or f) with a finishing layer of gel of pure silica, advantageously spilled under vacuum before use, followed by polishing in order to obtain a mirror, h) metallization of the composite material according to the invention obtained in step e), f) or g), advantageously by evaporation under vacuum or sputtering so as to obtain a photogravable material in order to produce conductive tracks also allowing the welding of components, i) coating of the composite material according to the invention obtained in step e), f), g) or h) conductive or dielectric layers, advantageously by vacuum evaporation or sputtering, so that it has particular optical properties.
  • the present invention also relates to a method of surface treatment of a composite material according to the present invention comprising the following steps:
  • step C) coating the metallized surface obtained in step B) with a photosensitive resin.
  • the coating is carried out by conventional methods well known in the art, advantageously by spreading or spraying.
  • the resin used is a microelectronic resin, advantageously of micron dimensional resolution, or a resin used in printed circuits, this resin can be of positive or negative type.
  • step D) placing a mask on the coated surface obtained in step C), said mask having an appropriate cut.
  • the mask is of the lithographic or metallic photo type.
  • Insolation is carried out by conventional techniques, advantageously using a spectral lamp with thallium vapor or a UN lamp.
  • step F) removing the mask and the insolated resin, in the case of a positive type resin, or the non-insolated resin, in the case of a negative type resin, obtained in step E) from the surface so as to make visible the metal layer under the removed resin.
  • the removal is carried out using conventional techniques, advantageously using an appropriate solvent.
  • step G etching the surface obtained in step F) so as to make the layer of silica gel under the metal layer visible on the part of the surface not protected by the photosensitive resin,
  • step H) removing the remaining photosensitive resin from the surface obtained in step G) so as to make the layer of metal under the resin visible, said surface of the composite thus having a metallized part and a non-metallized part.
  • the removal is carried out by conventional techniques, advantageously using an appropriate solvent.
  • the silica gel used in step A) is boiled under vacuum before its use.
  • step B) is carried out by a vacuum metallization process using the joule effect or with an electron gun with heating of the coated composite obtained in step A), advantageously at 180 ° C. (degassing of the surface) , by a screen printing process (thick film circuits), by a sputtering process or by a combination of at least two of these processes.
  • the surface treatment method according to the present invention comprises an intermediate step A1) of placing by metallization on the coated surface obtained in step A) a bonding layer and the step B) is carried out on the surface obtained in step A1).
  • the bonding layer of step A1) is made of chromium or nickel and the metal layer of step B) is made of copper or gold.
  • the surface treatment method according to the present invention comprises an intermediate step B1) thickening of the metal layer deposited in step B), advantageously by electrolytic deposition and step C) is carried out on the surface obtained in step B1), for example as a function of the skin thickness for microwave applications: Copper, Gold ...
  • the photosensitive resin used in step C) is a microelectronic resin compatible with the desired dimensional resolution and is not attacked by the etching process used in step G) when it is not not insolated in the case of a positive type resin or when it is insolated in the case of a negative type resin.
  • the etching of step G) is a chemical or ionic etching.
  • the chemical solution used is of the same type as that used during the manufacture of printed circuits.
  • the surface treatment method according to the present invention comprises an additional step I) of implantation and soldering of an electronic component on the metallized part of the surface obtained in step H).
  • the electronic component is a surface mount component, an electronic chip, a photovoltaic cell, a component housing, an electronic module, a connector or a wiring.
  • the welding of step 1) is carried out by a welding process based on a tin alloy or using a eutectic preform (for example gold-tin).
  • the present invention also relates to a composite material according to the present invention, part of a surface of which is metallized and capable of being obtained by the surface treatment method according to the present invention.
  • the metallized part of the surface of the composite material according to the present invention forms a solder pad for component transfer, a conductive track, a resistive track, a circuit or a microwave line.
  • This composite material thus has a multifunctional character given by the fact that the structure thus produced in itself has the following functionalities:
  • Radioelectrics Realization of radio frequency or integrated microwave elements such as antennas, microwave lines.
  • the present invention also relates to articles of composite material according to the present invention.
  • these are mirrors, optical benches, optical collimators, space structures, telescope structures or optical instruments.
  • these articles are in the form of a complex monolithic assembly produced either directly by the process for manufacturing composite material according to the present invention or by assembling sub-assemblies produced by this same process.
  • the present invention also relates to an article comprising a composite material according to the present invention.
  • a composite material according to the present invention.
  • it is a hybrid electronic circuit, in a thin layer or in a thick layer, a passive or active antenna, an ultrastable radiofrequency cavity, a solar panel, a telescope structure or focal plane, a laser system, a heater or an advantageously electronic sensor.
  • the composite material according to the present invention can therefore be used in the fields of optics, optronics and space.
  • the geometries of the articles of composite material according to the invention can be of a shape given by the molds and tools and defined by the need and the field of use, namely:
  • Example 1 Manufacture of a composite material according to the invention
  • T300 carbon fibers were used.
  • the silica gel was obtained by stirring micron silica supplied by a supplier of Buhler type optical polish in deionized water and slight heating (60 to 80 ° C.).
  • the fibers Before use, to remove their finish, the fibers undergo step a) of desensing: they are soaked in a solution of pure pyridine until the complete removal of the finish, cleaned with deionized water and then dried in oven.
  • step b) of pre-impregnation by immersion in a tank containing the silica gel previously unboiled under vacuum and then winding of the pre-impregnated thus obtained on a mandrel with a draping angle of 45 °.
  • the prepreg thus obtained is then baked at a temperature of 180 ° C. under a pressure of 10 6 Pa (10 bar) of nitrogen.
  • the cooked prepreg then undergoes 5 successive impregnations by the same method as step b) so as to fill the interstices and eliminate the surface porosities.
  • step e) The heat treatment of step e) is then applied to the impregnate thus obtained so as to bring the silica to a glassy state.
  • This treatment is carried out at a temperature of 950 ° C. using two temperature cycles the total duration of which is spread over two days. These two cycles are: first cycle: 24-hour vitrification cycle with a temperature rise of 3 hours up to the level, a level of 10OO at the temperature of 950 ° C., then reduction in temperature by natural cooling to room temperature. This cycle allows the silica to be vitrified.
  • second cycle retention cycle. It immediately follows the first cycle and it is identical. It eliminates all the constraints of silica glass. This step is carried out with specific graphite tools.
  • the composite material obtained according to Example 1 undergoes the following surface treatment (FIG. 4):
  • step B) coating the metallized surface obtained in step B) with a photosensitive resin (12) of positive type
  • step D) placing a mask (13) on the coated surface obtained in step C), said mask (13) having an appropriate cutout (14),
  • step F removing the mask (13) and the insolated resin obtained in step E) from the surface so as to make visible the metal layer (11) located under the insolated resin
  • step G chemical etching of the surface obtained in step F) so as to make apparent the layer of silica gel (10) located under the metal layer (11) on the part of the surface not protected by the photosensitive resin
  • H removing the non-exposed photosensitive resin (12) from the surface obtained in step G) so as to make visible the metal layer (11) lying under the resin (12), said surface (9) of the material composite (8) thus having a metallized part (15) and a non-metallized part (16) corresponding to the cutout (14) of the mask (13) (FIG. 5).

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Abstract

La présente invention concerne un matériau composite caractérisé en ce qu'il est composé d'un squelette formé par des fibres unitaires et/ou du tissu réalisé à partir de ces fibres, ledit squelette étant noyé dans une matrice de silice. Elle concerne également son procédé de fabrication, son traitement de surface, les matériaux composites susceptible d'être obtenus par ce traitement, des articles comprenant ces matériaux composites et leur utilisation pour fabriquer des structures d'instruments optiques, des miroirs, des circuits électroniques hybrides, en couche mince ou en couche épaisse, des antennes passives ou actives, des cavités radiofréquence ultrastables, des panneaux solaires, des structures de télescope ou de plan focal, des systèmes laser, des réchauffeurs ou des capteurs avantageusement électroniques.

Description

TITRE : Matériau composite composé de fibres unitaires et/ou de tissus noyé(s) dans une matrice silice , son utilisation en optique, optronique et électronique et son procédé de traitement de surface
La présente invention concerne les matériaux composites. Elle concerne en particulier les matériaux composites ayant une matrice formée par de la silice.
Dans le domaine de l'optique et de l'optronique, des structures composites à partir de fibres de carbone et de résines organiques ont été développées. Ces structures sont à hautes performances mais présentent certaines limites au niveau des températures d'utilisation et du dégazage, ces limites étant soit liées aux coefficients d'expansion thermique trop importants, soit aux conditions d'humidité ambiante, humidité absorbé par les résines organiques et amenant, lors du dégazage, des problèmes de stabilité dimensionnelle.
Cela est particulièrement vrai pour les bancs et collimateurs optiques mais également pour les structures spatiales où les variations dimensionnelles du matériau obligent à prévoir des dispositifs de correction et/ou un contrôle thermique extrêmement performant.
Les inventeurs ont découvert de façon surprenante qu'il était possible de remplacer la matrice organique du matériau composite par de la silice, ce qui offre, outre des propriétés thermo-mécaniques très élevées, une très grande raideur avec une faible densité et surtout un coefficient d'expansion thermique quasiment nul. Ces propriétés en font un matériau performant principalement pour la réalisation de structures de télescopes ou d'instruments optiques y compris de miroirs ultra- allégés.
De plus, le procédé utilisable pour réaliser de tels matériaux composites est un procédé simple d'imprégnation en phase liquide avec du gel de silice. Ce procédé se prête à la réalisation de formes complexes tout comme pour les matériaux composites à matrice organique.
L'obtention de solutions dites gels de silice est parfaitement connue et ce depuis fort longtemps. En revanche l'imprégnation de fibres et/ou de tissus par des gels à haute concentration en silice n'a jamais été envisagée pour la fabrication de matériaux composites. Enfin, les structures actuelles ont la plupart du temps à supporter de l'électronique, sous forme de boîtiers et de câblages, ce qui est très lourd et encombrant.
Or, les inventeurs ont découvert de façon surprenante qu'un procédé de traitement de surface particulier de ces composites permettait de réaliser directement sur le matériau diélectrique de surface que constitue la silice du matériau :
- des pistes conductrices,
- des surfaces de report d'éléments passifs ou actifs,
- des surfaces de report des composants (composants à montage de surface : CMS) et/ou de puces électroniques
Ces composants sont rapportés directement sur la structure par une opération de soudure conventionnelle bien connue dans le monde de l'électronique. L'intérêt d'un tel procédé et des structures obtenues est :
- le très important gain de masse
- la haute stabilité des structures (par exemple pour l'optique et l'optronique)
- la réduction du stress des composants grâce à la très grande rigidité du matériau,
- la faible expansion thermique compatible avec le report de semi-conducteurs et la quasi-suppression des câblages et de la connectique.
Par le procédé de traitement selon la présente invention peuvent donc être réalisées des structures comportant directement les circuits électroniques intégrés à leur surface : circuits hybrides, en couche mince ou en couche épaisse, composants électroniques mais également des circuits hyperfréquences : coupleurs, filtres, éléments rayonnants pour la fabrication d'antennes.
La présente invention concerne donc un matériau composite composé d'un squelette formé par des fibres unitaires et/ou du tissu réalisé à partir de ces fibres, ledit squelette étant noyé dans une matrice de silice.
Les fibres unitaires et/ou le tissu réalisé à partir de ces fibres peuvent être de tout type utilisé dans le domaine des matériaux composites et bien connus de l'homme du métier. En particulier il peut s'agir de fibres unitaires choisies dans le groupe constitué par le carbone, le carbure de silicium (SIC), l'alumine ou leur mélange et de tissus réalisés à partir de ces fibres. Avantageusement il s'agit de fibres de carbones et de tissus réalisés à partir de ces fibres. Ces fibres et tissus sont disponibles commercialement, en particulier auprès des sociétés Mitsubishi, Toray ou Union Carbide sous la dénomination par exemple de T 300, M55J, Kl 35, Kl 39, 13 A, 13B, 13C, 13D, XN 50, XN 70, XN 80.
Le matériau composite selon la présente invention a avantageusement une densité d'environ 2.
De façon avantageuse, son coefficient d'expansion thermique est au plus égal à environ 0,5 ppm/°C avec un tissu unidirectionnel ou des fibres unitaires. Il peut également être plus faible suivant le type de fibre et surtout suivant l'angle de drapage des fibres dans le tissu. Ainsi, si l'on prend un tissus comprenant trois plis, (un à 0°, un autre à 45° et le dernier à 90°) son coefficient d'expansion thermique est de 0,2 ppm/°C. De plus ce coefficient reste constant sur une large gamme de température, en particulier entre environ -50°C et environ 400°C. Par le terme « coefficient d'expansion thermique », on entend au sens de la présente invention le rapport entre : a) la variation en longueur d'un segment linéaire du matériau composite selon la présente invention par unité de variation en température et b) la longueur de ce segment à une température de référence comprise dans la gamme de -50 °C à 400 °C.
Les avantages du matériau composite selon la présente invention sont les suivants : une amélioration importante du rapport coût-performance une masse très faible (densité de 2), une haute stabilité dimensionnelle grâce au coefficient d'expansion thermique quasi-nul et donc une réduction du besoin de contrôle thermique et de la susceptibilité aux gradients thermiques, une insensibilité à l'humidité et donc la réduction des besoins de réglages ou d'asservissement pour des solutions embarquées, par exemple dans l'espace: le réglage au sol est égal au réglage vol, une stabilité long terme dans une large gamme de températures, en particulier entre environ -50°C et environ 400°C, et l'absence de dégazage sous vide, une insensibilité à de nombreux agents chimiques et donc la possibilité d'utiliser ce matériau composite pour fabriquer des réservoirs, une très haute rigidité et de très bonnes propriétés mécaniques et thermiques :
• Traction, mesurée avec des éprouvettes standard ASTM, de 60 à 480 MPa pour une fibre de carbone T300 (suivant l'angle de drapage des fibres du tissu et les fibres utilisées),
• Module de Young (défini selon la norme ASTM) de 23 à 180 GPa (suivant l'angle de drapage des fibres du tissu) pour une fibre de carbone T300 et plus suivant la nature des fibres,
• Poisson ratio (défini selon la norme ASTM) de 0,11 à 0,575 (suivant l'angle de drapage des fibres du tissu) pour une fibre de carbone T300.
Ces propriétés du matériau composite sont principalement données par la nature des fibres et tissus utilisés : fibre à haute et très haute résistance, fibres à haut et très haut module. une absence de porosité et de micro-fissures et donc une très bonne stabilité en environnement spatial, une bonne conductibilité thermique (suivant la nature et l'angle de drapage des fibres du tissu) par exemple avec la fibre de carbone K 135 de Mitsubishi à haute conductibilité.
La présente invention concerne également un procédé pour la fabrication du matériau composite selon l'invention comprenant les étapes suivantes de : a) désensimage du squelette, en particulier par traitement chimique des fibres unitaires et/ou du tissu réalisé à partir de ces fibres, b) pré-imprégnation du squelette désensimé obtenu à l'étape a) en phase liquide avec une solution de gel de silice, c) cuisson du pré-imprégné obtenu à l'étape b) à une température comprise entre environ 130 et environ 220°C, avantageusement entre environ 180 et environ 200°C, de façon à réduire les inclusions gazeuses, avantageusement sous une pression d'environ 10 Pa d'azote, d) une ou plusieurs imprégnation(s) successives en phase liquide avec une solution de gel de silice du pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c) de façon à remplir les interstices et à éliminer les porosités de surface. e) traitement thermique de l'imprégné obtenu à l'étape d) de façon à amener la silice à un état vitreux.
Le gel de silice peut être fabriqué selon des procédés bien connus de l'homme du métier, par exemple par agitation de silice micronique dans de l'eau et léger chauffage ou par mise en suspension de silice micronique dans un liant organique du type polymère ou collodion.
Par « état vitreux », on entend au sens de la présente invention un état dans lequel la silice n'est pas critallisée mais est sous la forme d'une pâte solide constituée de milliers de microcristaux qui ne grossissent pas. Il s'agit donc d'un état solide métastable qui peut présenter un certain ordre au niveau des liaisons interatomiques mais qui est désordonné, comme un liquide, à plus grande échelle.
L'étape de désensimage est nécessaire pour obtenir les matériaux composites selon la présente invention. En effet, les fibres unitaires, en particulier de carbone, et tissus réalisés à partir de ces fibres sont revêtus d'une couche d'apprêt de type époxy ou époxy modifié cyanate. Afin d'assurer la cohésion fibre-matrice ou tissu- matrice, cette couche doit être enlevée totalement par un traitement chimique, avantageusement par un procédé de dissolution chimique, de façon encore plus avantageuse à l'aide de la pyridine pure en phase liquide ou gazeuse (à l'aide d'un extracteur kumaga a modifié). Dans le cas de la phase liquide, le tissus ou les fibres unitaires sont plongés dans un bain de pyridine pure liquide jusqu'à la dissolution complète de l'apprêt. Dans le cas de la phase gazeuse, la pyridine pure à l'état gazeux traverse le tissus ou les fibres et dissout ainsi la couche d'apprêt.
De façon avantageuse le gel de silice avant son utilisation dans les étapes b) et d) du procédé selon l'invention est débullé sous vide. D'autres objets et avantages de la présente invention deviendront apparents pour l'homme du métier à partir de la description détaillée ci-dessous et par le biais de références aux dessins illustratifs suivants :
La figure 1 représente un exemple schématique du procédé d'imprégnation ou pré-imprégnation par immersion puis enroulement filamentaire.
La figure 2 représente un imprégné obtenu à l'étape d) et comportant des réserves d'imprégnations.
La figure 3 représente le pliage au niveau des réserves d'imprégnation de l'imprégné obtenu à l'étape d) et application au pinceau du gel de silice sur la réserve d'imprégnation.
La figure 4 représente un exemple schématique du procédé de traitement de surface des composites.
La figure 5 représente un exemple de surface de composite obtenue après le procédé de traitement de la présente invention
Les procédés de pré-imprégnation et/ou d'imprégnation en phase liquide des étapes b) et d) du procédé selon l'invention sont des procédés bien connus de l'homme du métier, la phase liquide ou barbotine étant dans le cas de la présente invention constituée de gel de silice. Cette barbotine peut, de façon avantageuse, comprendre des adjuvants du type tensioactif.
En particulier, dans le cas des fibres unitaires (1), l'imprégnation et/ou préimprégnation est réalisée par immersion dans un bac contenant la barbotine (2) puis enroulement de l'imprégné ou pré-imprégné sur un mandrin (3), selon l'angle de drapage voulu (figure 1).
En ce qui concerne les tissus de fibres, les procédés d'imprégnation ou préimprégnation peuvent être identiques ou différents et choisis parmi les techniques suivantes :
• immersion
• application : pinceau, spatule,
• pulvérisation,
• ou injection dans des moules sous vide ou avec pression type RTM (Resin Transfer Molding). En ce qui concerne l'étape d) du procédé selon l'invention, il peut y avoir par exemple jusqu'à 5 ou 6 imprégnations successives en fonction des besoins et des géométries des pièces.
Dans l'étape c) du procédé selon l'invention, la cuisson peut également être réalisée sous vide primaire.
Avantageusement, l'étape e) du procédé selon l'invention est réalisée à une température au moins égale à environ 950°C mais inférieure à celle de cristallisation de la silice, de façon avantageuse inférieure à 1500°C et de façon encore plus avantageuse à l'aide de deux cycles de températures dont la durée totale s'étale sur au moins deux jours. En particulier ces deux cycles peuvent être les suivants : premier cycle de 24 heures : cycle de vitrification avec une montée en température jusqu'au palier, un palier de lOhOO à la température de l'étape d), puis redescente en température jusqu'à la température ambiante. Ce cycle permet de vitrifier la silice. deuxième cycle : cycle de détentionnement. Il suit immédiatement le premier cycle et il est identique. Il permet d'éliminer toutes les contraintes du verre de silice.
Ce type de traitement thermique à l'aide de deux cycles thermiques est bien connu dans l'industrie du verre. En revanche, la température du palier et les temps de montée, de palier et de redescente en température ont dû être adaptées pour l'obtention des matériaux composites selon la présente invention. Ce traitement thermique s'effectue dans des outillages spécifiques en graphite.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon la présente invention comprend une étape intermédiaire cl) entre l'étape c) et d) suivante: cl) assemblage du pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c) avec au moins un autre pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c), l'ensemble ainsi formé est maintenu et subit l'imprégnation de l'étape d).
Dans un autre mode de réalisation particulier de l'invention, lors de l'étape d) du procédé selon la présente invention des réserves d'imprégnations (5) sont réalisées et le procédé comprend une étape intermédiaire entre l'étape d) et l'étape e) suivante : dl) pliage de l'imprégné obtenu à l'étape d) ou assemblage dudit imprégné obtenu à l'étape d) avec au moins un autre imprégné obtenu à l'étape d) au niveau de la réserve d'imprégnation (5) et application d'un liant constitué par le gel de silice (6) sur la réserve d'imprégnation, le(s) imprégné(s) étant maintenu(s) plié(s) ou assemblé(s) et l'ensemble subissant le traitement thermique de l'étape e). Par le terme « réserve d'imprégnation » (5), on entend au sens de la présente invention l'obtention de zones du pré-imprégné cuit (4) non imprégnées lors de l'étape d) (figure 2). Ces zones peuvent, après l'étape d), être pliées (figure 3) ou servir à des assemblages.
En particulier ces réserves d'imprégnation (5) peuvent être obtenues par ajout sur les zones voulues du pré-imprégné cuit (4) d'un collodion ou résine (type polyméthyhnéthacrylate) soluble dans des solvants conventionnels (type acétone). Après l'étape d), cette résine ou collodion est éliminée de ces zones, par exemple par dissolution dans le solvant voulu. L'étape dl) est ensuite réalisée, avantageusement par application au pinceau (7) du gel de silice (6) sur la réserve d'imprégnation (5) (figure 3).
Dans un autre mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé selon la présente invention comprend au moins une des étapes supplémentaires suivantes : f) usinage de l'imprégné obtenu à l'étape e). Cet usinage se fait avantageusement aux outils diamantés (perçage de trous, évidements, usinage de portée mécanique), g) revêtement du matériau composite selon l'invention obtenu à l'étape e) ou f) d'une couche de finition de gel de silice pur, avantageusement débullé sous vide avant utilisation, suivit d'un polissage afin d'obtenir un miroir, h) métallisation du matériau composite selon l'invention obtenu à l'étape e), f) ou g), avantageusement par évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique de façon à obtenir un matériau photogravable afin de réaliser des pistes conductrices permettant également la soudure de composants, i) revêtement du matériau composite selon l'invention obtenu à l'étape e), f), g) ou h) de couches conductrices ou diélectriques, avantageusement par évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique, de façon à ce qu'il présente des propriétés optiques particulières. De plus, la présente invention concerne l'utilisation du matériau composite selon la présente invention pour fabriquer des miroirs, des bancs optiques, des collimateurs optiques, des structures spatiales, des structures de télescope ou d'instruments d'optique. En effet, le matériau composite selon la présente invention peut :
- être poli pour la fabrication de miroirs,
- être métallisé pour la fabrication de pistes conductrices, surface de soudure de composants (Composant à Montage de Surface),
- être assemblé avec des parties métalliques par brasage haute température (>730°C) avec brasure cuivre - argent - indium pour la fabrication par exemple de fixations de patins en INNAR.
La présente invention concerne également un procédé de traitement de surface d'un matériau composite selon la présente invention comprenant les étapes suivantes :
A) revêtement d'une surface du matériau composite selon la présente invention par une couche de gel de silice.
B) dépôt par métallisation sur la surface revêtue obtenue à l'étape A) d'une couche de métal, avantageusement d'une épaisseur comprise entre environ 1 et environ 100 μm.
C) enduction de la surface métallisée obtenue à l'étape B) avec une résine photosensible. L' enduction est réalisé par les procédés conventionnels bien connus dans la technique, avantageusement par épandage ou pulvérisation. Avantageusement, la résine utilisée est une résine microélectronique, de façon avantageuse de résolution dimensionnelle micronique, ou une résine utilisée dans les circuits imprimés, cette résine peut être de type positive ou négative.
D) mise en place d'un masque sur la surface enduite obtenue à l'étape C), ledit masque ayant une découpe appropriée. Avantageusement le masque est de type photo lithographique ou métallique.
E) insolation de la résine photosensible à travers la découpe du masque. L'insolation est réalisé par les techniques conventionnelles, avantageusement à l'aide d'un lampe spectrale à vapeur de thallium ou d'une lampe UN.
F) enlèvement du masque et de la résine insolée, dans le cas d'une résine de type positif, ou de la résine non insolée, dans le cas d'une résine de type négatif, obtenue à l'étape E) de la surface de façon à rendre apparente la couche de métal se trouvant sous la résine enlevée. L'enlèvement se fait à l'aide des techniques conventionnelles, avantageusement à l'aide d'un solvant approprié.
G) gravure de la surface obtenue à l'étape F) de façon rendre apparente la couche de gel de silice se trouvant sous la couche de métal sur la partie de la surface non protégée par la résine photosensible,
H) enlèvement de la résine photosensible restante de la surface obtenue à l'étape G) de façon à rendre apparente la couche de métal se trouvant sous la résine, ladite surface du composite présentant ainsi une partie métallisée et une partie non métallisée. L'enlèvement se fait par les techniques conventionnelles, avantageusement à l'aide d'un solvant approprié.
De façon avantageuse, le gel de silice utilisé à l'étape A) est débullé sous vide avant son utilisation.
Avantageusement, l'étape B) est réalisée par un procédé de métallisation sous vide par effet joule ou au canon à électrons avec chauffage du composite revêtu obtenu à l'étape A), de façon avantageuse à 180°C (dégazage de la surface), par un procédé de sérigraphie (circuits couche épaisse), par un procédé de pulvérisation cathodique ou par une combinaison d'au moins deux de ces procédés.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé de traitement de surface selon la présente invention comprend une étape intermédiaire Al) de mise en place par métallisation sur la surface revêtue obtenue à l'étape A) d'une couche d'accrochage et l'étape B) est réalisée sur la surface obtenue à l'étape Al). Avantageusement la couche d'accrochage de l'étape Al) est en chrome ou en nickel et la couche de métal de l'étape B) est en cuivre ou en or.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le procédé de traitement de surface selon la présente invention comprend une étape intermédiaire Bl) d'épaississement de la couche de métal déposée à l'étape B), avantageusement par dépôt électrolytique et l'étape C) est réalisée sur la surface obtenue à l'étape Bl), par exemple en fonction de l'épaisseur de peau pour les applications hyperfréquences : Cuivre , Or...
De façon avantageuse, la résine photosensible utilisée à l'étape C) est une résine micro-électronique compatible avec la résolution dimensionnelle recherchée et n'est pas attaquée par le procédé de gravure utilisée à l'étape G) lorsqu'elle n'est pas insolée dans le cas d'une résine de type positif ou lorsqu'elle est insolée dans le cas d'une résine de type négatif.
Avantageusement, la gravure de l'étape G) est une gravure chimique ou ionique. De façon avantageuse dans le cas de la gravure chimique, la solution chimique utilisée est du même type que celle utilisée lors de la fabrication des circuits imprimés.
Dans un autre mode de réalisation particulier, le procédé de traitement de surface selon la présente invention comprend une étape supplémentaire I) d'implantation et de soudure d'un composant électronique sur la partie métallisée de la surface obtenue à l'étape H). Avantageusement, le composant électronique est un composant à montage de surface, une puce électronique, une cellule photovoltaïque, un boîtier de composant, un module électronique, un connecteur ou un câblage. De façon avantageuse, la soudure de l'étape 1) est réalisée par un procédé de soudure à base d'alliage d'étain ou à l'aide d'une préforme eutectique (par exemple or-étain).
La présente invention concerne également un matériau composite selon la présente invention dont une partie d'une surface est métallisée et susceptible d'être obtenue par le procédé de traitement de surface selon la présente invention.
De façon avantageuse, la partie métallisée de la surface du matériau composite selon la présente invention forme un plot de soudure pour report de composant, une piste conductrice, une piste résistante, un circuit ou une ligne hyperfréquence. Ce matériaux composite présente ainsi un caractère multifonctionnel donné par le fait que la structure ainsi réalisé possède à elle seule les fonctionnalités suivantes :
- Mécaniques : support à haute performances et très grande rigidité, insensibilité à l'humidité et à de nombreux agents chimiques,
- Thermo-mécaniques : très faible coefficient d'expansion thermique (0.5 10" ppm) donc une très haute stabilité dimensionnelle,
- Electriques et électroniques : matériau diélectrique supportant directement des conducteurs, composants et circuits électroniques,
- Radioélectriques : Réalisation d'éléments radiofréquence ou micro-ondes intégrées telles que des antennes, lignes hyperfréquences.
La présente invention concerne également des articles en matériau composite selon la présente invention. Avantageusement il s'agit de miroirs, bancs optiques, collimateurs optiques, structures spatiales, structures de télescope ou d'instruments d'optique. De façon encore plus avantageuse ces articles se présentent sous la forme d'un ensemble monolithique complexe réalisé soit directement par le procédé de fabrication de matériau composite selon la présente invention soit par assemblage de sous-ensembles réalisés par ce même procédé.
La présente invention concerne également un article comprenant un matériau composite selon la présente invention. De façon avantageuse il s'agit d'un circuit électronique hybride, en couche mince ou en couche épaisse, d'une antenne passive ou active, d'une cavité radiofréquence ultrastable, d'un panneau solaire, d'une structure de télescope ou de plan focal, d'un système laser, d'un réchauffeur ou d'un capteur avantageusement électronique.
Le matériau composite selon la présente invention peut donc être utilisé dans les domaines de l'optique, de l'optronique et du spatiale.
Les géométries des articles en matériau composite selon l'invention peuvent être d'une forme donnée par les moules et outillages et définie par le besoin et le domaine d'utilisation à savoir :
• Massif ou creux • Sphérique, parallélépipédique, conique, plan
• Tubulaire ou torique avec des sections particulières,
• Linéaire ou courbe,
• Positionnées en deux dimensions comme en volume (3 dimensions)
L'exemple suivant de fabrication d'un matériau composite selon la présente invention est donné à titre indicatif non limitatif.
Exemple 1 : Fabrication d'une matériau composite selon l'invention
Des fibres de carbone T300 ont été utilisées.
Le gel de silice a été obtenu par agitation de silice micronique fournie par un fournisseur de produit de polissage optique type Buhler dans de l'eau déionisée et léger chauffage (60 à 80°C).
Avant utilisation, pour enlever leur apprêt, les fibres subissent l'étape a) de désensimage : elles sont trempées dans une solution de pyridine pure jusqu'à l'enlèvement complet de l'apprêt, nettoyées par de l'eau déionisée puis séchées en étuve.
Elles subissent ensuite l'étape b) de pré-imprégnation par immersion dans un bac contenant le gel de silice préalablement débullé sous vide puis enroulement du pré-imprégné ainsi obtenu sur un mandrin avec un angle de drapage de 45°.
Le pré-imprégné ainsi obtenu est ensuite cuit à une température de 180°C sous une pression de 106 Pa (10 bar) d'azote.
Le pré-imprégné cuit subit ensuite 5 imprégnations successives par la même méthode que l'étape b) de façon à remplir les interstices et à éliminer les porosités de surface.
Le traitement thermique de l'étape e) est ensuite appliqué à l'imprégné ainsi obtenu de façon à amener la silice à un état vitreux. Ce traitement se fait à une température de 950°C à l'aide de deux cycles de températures dont la durée totale s'étale sur deux jours. Ces deux cycles sont les suivants : premier cycle : cycle de vitrification de 24 heures avec une montée en température de 3 heures jusqu'au palier, un palier de lOhOO à la température de 950°C, puis redescente en température par refroidissement naturel jusqu'à la température ambiante. Ce cycle permet de vitrifier la silice. deuxième cycle : cycle de détentionnement. Il suit immédiatement le premier cycle et il est identique. Il permet d'éliminer toutes les contraintes du verre de silice. Cette étape est réalisé avec des outillages spécifiques en graphite.
On obtient ainsi un matériau composite selon la présente invention ayant les caractéristiques suivantes :
• densité = 2 ,
• ratio rigidité : masse = 1150/2,
• flexion 4 point (mesurée selon la norme ASTM): 1 150 MPa,
• Coefficient d'extension thermique = 0,5 ppm/°C,
• Module de Young = 180 GPa.
Exemple 2 rTraitement de surface d'un composite selon la présente invention:
Le matériau composite obtenu selon l'exemple 1 subit le traitement de surface suivant (figure 4) :
A) revêtement d'une surface (9) du matériau composite (8) selon l'exemple 1 par une couche de gel de silice (10),
B) dépôt par métallisation d'une couche de métal (11) sur la surface revêtue obtenue à l'étape A),
C) enduction de la surface métallisée obtenue à l'étape B) avec une résine photosensible (12) de type positif,
D) mise en place d'un masque (13) sur la surface enduite obtenue à l'étape C), ledit masque (13) ayant une découpe appropriée (14),
E) insolation de la résine photosensible (12) à travers la découpe (14) du masque (13),
F) enlèvement du masque (13) et de la résine insolée obtenue à l'étape E) de la surface de façon à rendre apparente la couche de métal (11) se trouvant sous la résine insolée, G) gravure chimique de la surface obtenue à l'étape F) de façon rendre apparente la couche de gel de silice (10) se trouvant sous la couche de métal (11) sur la partie de la surface non protégée par la résine photosensible, H) enlèvement de la résine photosensible (12) non insolée de la surface obtenue à l'étape G) de façon à rendre apparente la couche de métal (11) se trouvant sous la résine (12), ladite surface (9) du matériau composite (8) présentant ainsi une partie métallisée (15) et une partie non métallisée (16) correspondant à la découpe (14) du masque (13) (figure 5).

Claims

REVENDICATIONS
1 Matériau composite caractérisé en ce qu'il est composé d'un squelette formé par des fibres unitaires et/ou du tissu réalisé à partir de ces fibres, ledit squelette étant noyé dans une matrice de silice.
2 Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le squelette est formé de fibres unitaires de carbone et/ou de tissu réalisé à partir de ces fibres.
3 Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une densité d'environ 2.
4 Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a un coefficient d'expansion thermique au plus égal à environ 0,5 ppm/°C.
5 Procédé pour la fabrication d'un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
- a) désensimage du squelette, en particulier par traitement chimique des fibres unitaires et/ou du tissu réalisé à partir de ces fibres,
- b) pré-imprégnation du squelette désensimé obtenu à l'étape a) en phase liquide avec une solution de gel de silice,
- c) cuisson du pré-imprégné obtenu à l'étape b) à une température comprise entre environ 130 et environ 220°C, avantageusement entre environ 180 et environ 200°C, de façon à réduire les inclusions gazeuses, avantageusement sous une pression d'environ 106Pa d'azote,
- d) une ou plusieurs imprégnation(s) successives en phase liquide avec une solution de gel de silice du pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c) de façon à remplir les interstices et à éliminer les porosités de surface.
- e) traitement thermique de l'imprégné obtenu à l'étape d) de façon à amener la silice à un état vitreux.
6 Procédé selon la revendications 5, caractérisé en ce que le gel de silice avant utilisation dans les étapes b) et d) est débullé sous vide.
7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'étape e) est réalisée à une température au moins égale à environ 950°C mais inférieure à celle de cristallisation de la silice, avantageusement à l'aide de deux cycles de températures dont la durée totale s'étale sur au moins deux jours.
8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire cl) entre l'étape c) et d) suivante:
- cl) assemblage du pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c) avec au moins un autre pré-imprégné cuit obtenu à l'étape c) et en ce que l'ensemble ainsi formé est maintenu et subit l'imprégnation de l'étape à).
9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que lors de l'étape d) des réserves d'imprégnations (5) sont réalisées et en ce qu'il comprend une étape intermédiaire entre l'étape d) et l'étape e) suivante :
- dl) pliage de l'imprégné obtenu à l'étape d) ou assemblage dudit imprégné obtenu à l'étape d) avec au moins un autre imprégné obtenu à l'étape d) au niveau de la réserve d'imprégnation (5) et application d'un liant constitué par le gel de silice (6) sur la réserve d'imprégnation (5), le(s) imprégné(s) étant maintenu(s) plié(s) ou assemblé(s) et l'ensemble subissant le traitement thermique de l'étape e).
10 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire f) d'usinage de l'imprégné obtenu à l'étape e).
11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire g) de revêtement du matériau composite obtenu à l'étape e) ou f) d'une couche de finition de gel de silice pur, avantageusement débullé sous vide avant utilisation, suivit d'un polissage afin d'obtenir un miroir.
12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire i) de revêtement du matériau composite obtenu à l'étape e), f), ou g) de couches conductrices ou diélectriques, avantageusement par évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique, de façon à ce qu'il présente des propriétés optiques particulières.
13. Procédé de traitement de surface d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : A) revêtement d'une surface (9) du matériau composite (8) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 par une couche de gel de silice (10),
B) dépôt par métallisation d'une couche de métal (11) sur la surface revêtue obtenue à l'étape A),
C) enduction de la surface métallisée obtenue à l'étape B) avec une résine photosensible (12),
D) mise en place d'un masque (13) sur la surface enduite obtenue à l'étape C), ledit masque (13) ayant une découpe appropriée (14),
E) insolation de la résine photosensible (12) à travers la découpe (14) du masque (13),
F) enlèvement du masque (13) et de la résine insolée dans le cas d'une résine de type positif ou de la résine non insolée dans le cas d'une résine de type négatif obtenue à l'étape E) de la surface de façon à rendre apparente la couche de métal (11) se trouvant sous la résine enlevée,
G) gravure de la surface obtenue à l'étape F) de façon rendre apparente la couche de gel de silice (10) se trouvant sous la couche de métal (11) sur la partie de la surface non protégée par la résine photosensible,
H) enlèvement de la résine photosensible (12) restante de la surface obtenue à l'étape G) de façon à rendre apparente la couche de métal (11) se trouvant sous la résine (12), ladite surface (9) du matériau composite (8) présentant ainsi une partie métallisée (15) et une partie non métallisée (16).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le gel de silice utilisé à l'étape A) est débullé sous vide avant son utilisation.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'étape B) est réalisée par un procédé de métallisation sous vide par effet joule ou au canon à électrons avec chauffage du composite revêtu obtenu à l'étape A), par un procédé de sérigraphie, par un procédé de pulvérisation cathodique ou par une combinaison d'au moins deux de ces procédés.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire Al) de mise en place par métallisation sur la surface revêtue obtenue à l'étape A) d'une couche d'accrochage et que l'étape B) est réalisée sur la surface obtenue à l'étape Al).
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la couche d'accrochage de l'étape Al) est en chrome ou en nickel et la couche de métal (11) de l'étape B) est en cuivre ou en or.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de métal (11) déposée à l'étape B) est comprise entre environ 1 et environ 100 μm.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 18 caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire Bl) d'épaississement de la couche de métal (11) déposée à l'étape B), avantageusement par dépôt électrolytique et que l'étape C) est réalisée sur la surface obtenue à l'étape Bl).
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 19 caractérisé en ce que la résine photosensible (12) utilisée à l'étape C) est une résine microélectronique compatible avec la résolution dimensionnelle recherchée.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 20, caractérisé en ce que la gravure de l'étape G) est une gravure chimique ou ionique.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire I) d'implantation et de soudure d'un composant électronique sur la partie métallisée de la surface obtenue à l'étape H).
23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que le composant électronique est un composant à montage de surface, une puce électronique, une cellule photovoltaïque, un boîtier de composant, un module électronique, un connecteur ou un câblage.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce que la soudure de l'étape I) est réalisée par un procédé de soudure à base d'un alliage d'étain ou à l'aide d'une préforme eutectique.
25. Composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'une partie (15) d'une surface (9) dudit matériau composite (8) est métallisée et en ce qu'il est susceptible d'être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 24.
26. Composite selon la revendication 25, caractérisé en ce que la partie métallisée (15) de la surface (9) dudit matériau composite (8) forme un plot de soudure pour report de composant, une piste conductrice, une piste résistante, un circuit ou une ligne hyperfréquence.
27. Article en matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 25 ou 26.
28. Article selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un miroir, d'un banc optique, d'un collimateur optique, d'une structure spatiale, d'une structure de télescope ou d'un instrument d'optique.
29. Article selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une ensemble monolithique.
30. Article comprenant un matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 25 ou 26.
31. Article selon la revendication 30, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un circuit électronique hybride, en couche mince ou en couche épaisse, d'une antenne passive ou active, d'une cavité radiofréquence ultrastable, d'un panneau solaire, d'une structure de télescope ou de plan focal, d'un système laser, d'un réchauffeur ou d'un capteur avantageusement électronique.
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