Les composites de carbone renforcés de fibres de carbone (CFCC) ont diverses fonctions et applications, notamment les propriétés mécaniques, les propriétés thermophysiques et les propriétés d'ablation thermique.
Propriétés mécaniques
Les composites de carbone renforcés de fibres de carbone ont une résistance élevée et une excellente résistance à la fatigue. Sa densité est d'environ 1,7 g/cm³ et il se comporte bien dans les structures soumises à des températures élevées. Il peut toujours conserver sa résistance à température ambiante à 2 200 degrés et présente une ténacité élevée et une résistance au fluage. De plus, l’orientation des fibres affecte considérablement la résistance du matériau. Lorsqu'elle est soumise à une force, sa courbe de contrainte-déformation montre un "effet pseudoplastique", c'est-à-dire qu'elle est linéaire au début de l'application de la charge, puis devient une relation bilinéaire. Après déchargement et rechargement, la courbe est toujours linéaire et peut atteindre le niveau de charge d'origine.
Propriétés thermophysiques
Les composites de carbone renforcés de fibres de carbone ont de faibles coefficients de dilatation thermique, une capacité thermique spécifique élevée et une faible conductivité thermique. Ces caractéristiques lui permettent de bien fonctionner dans des environnements à haute température, de stocker beaucoup d'énergie thermique et de résister aux chocs thermiques et au frottement thermique. Les applications spécifiques incluent les réacteurs nucléaires, les tuyères de fusées à poudre, les échangeurs de chaleur et les disques de frein.
Performances d'ablation thermique
Les matériaux composites de carbone renforcés de fibres de carbone ont de bonnes performances d'ablation thermique et sont largement utilisés dans les matériaux de protection thermique ablative. Par exemple, ils sont utilisés dans les garnitures de col de tuyères de fusée et les cônes avant de missiles à longue portée. Ils éliminent beaucoup de chaleur par ablation du matériau de surface et empêchent la chaleur de pénétrer dans le matériau.