Brevet FR2096585A1 — publié le 19720218

La présente invention concerne les matériaux composites. Il est connu dans l'art antérieur que des excroissances monocristallines ou "moustaches" microscopiques possèdent des résistances qui sont supérieures de plusieurs ordres de puissance à celles des specimens de matériau en masse cor-5 respondant. Il est connu dans l'art antérieur que l'écoulement plastique dans les spécimens en masse est dû en grande partie aux dislocations, une forme de défaut intérieur. La résistance inhabituelle des moustaches provient de la probabilité plus faible de trouver des dislocations dans des spécimens de matériau ayant des dimensions latérales de l'ordre du micron, dimensions qui sont carac-10 téristiques des moustaches. Puisque les moustaches monocristallines doivent être petites pour préserver leurs caractéristiques de résistance élevées, les possibilités d'exploitation de leur résistance élevée sent limitées sauf dans les matériaux composites ou des filaments d'un matériau possédant des propriétés de grande résistance sont noyés dans d'autres matériaux qui servent de matrices. 15 Cependant, le coût de la production de tels matériaux est relativement élevé et la résistance résultante est approximativement inversement proportionnelle au diamètre et est directement proportionnelle à la densité des inclusions dans la matrice. Le résumé de fond utile sur le domaine des matériaux composites se trouve 28 dans ''Journal Scientific American" volume 217, N°3, page 160 C1967). Les matériaux composites à performance élevée sont de plus en plus importants comme matériaux pratiques de fabrication. Les moustaches monocristallines, les filaments de verre et les filaments de graphite sont les inclusions utilisées généralement pour donner les propriétés physiques désirables à une matrice. 25 II est connu dans l'art antérieur que les films métalliques minces possèdent une bonne résistance du fait de la difficulté de former et de déplacer des dislocations dans leur structure à grains fins. A titre d'exemple, on peut se référer à de tels films dans le livre "Physics of Thin Films" volume 3, Academic Press, 1966 pages 216 et suivantes. 30 Un matériau composite est constitué d'une combinaison de deux ou plusieurs composants dans lequel les composants conservent leur identité, mais contribuent à une propriété du matériau composite qui est alors un compromis entre les propriétés des composants individuels qui peuvent être optimisés pour une application donnée. On peut le décrire physiquement comme une phase continue d'un maté-35 riau matrice avec les autres matériaux inclus qui sont dispersés sous forme de phase incluse. Dans l'art intérieur, les inclusions étaient constituées de poudre, de fibres, de moustaches et de flocons aussi bien que de couches continues d'un matériau laminaire. On a dispersé les inclusions au hasard sans orientation préférée et on les a alignées de façon très ordonnée et dispersées avec une con-40 figuration régulière et répétitive en donnant au matériau composite une direc 71 18321 2 2096585 tion particulière. Le bois est un matériau naturel dans lequel les matériaux composants, les fibres de cellulose et la lignine, sont combinées pour donner des propriétés différentes de celles que chacun de ces composés présente seul. D'autres exemples de matériaux composites fabriqués, connus dans l'art antérieur 5 sont le béton, le verre de sécurité, les métaux et la fibre de verre. Dans les années récentes, il s'est développé une demande croissante pour les matériaux composites possédant les propriétés préférentielles convenables pour les applications particulières. Parmi les matériaux composites sur lesquels s'est porté l'attention on peut considérer las matériaux composites structurels dans les-10 quels des fibres fortes sont noyées dans une matrice plastique ou métallique de telle sorte que la résistance élevée et la rigidité des fibres présentent un a-vantage de poids par rapport aux structures monolithiques équivalentes. En outre, soit la matrice, soit l'inclusion peut être un métal, une céramique ou un plastique ou un autre matériau organique. *15 Dans le domaine de l'informatique les éléments structurels de machinas de traitement de données doivent satisfaire à des vitesses de fonctionnement de plus en plus grandes, à des poids toujours inférieurs, et à une fiabilité élevée, qui conviennent à l'application des matériaux composites. On a utilisé plusieurs techniques dans l'art antérieur pour disperser et or-20 ganiser les inclusions dans une matrice. A titre d'exemple, pour une dispersion au hasard, on a utilisé la coulée, la métallurgie des poudres et le moulage sous pression; et lorsqu'une propriété directionnelle était demandée, les inclusions telles que des moustaches et des fibres ont été disposées sur des bandes de la matrice qui ont été ajustées et empilées pour donner une forme désirée à l'élé-25 ment structurel final du matériau composite. L'empilement est alors pressé et chauffé pour produire la liaison inter-couche par diffusion pour une matrice métallique, et écoulement de résine et traitement thermique pour une matrice en plastique. On a fabriqué d'autres éléments structurels par infiltration avec du métal ou une résine plastique fondue, par pulvérisation de plasma, formage 30 électrique, et co-extrusion d'un élément assemblé. En outre, les propriétés des matériaux composites de l'art antérieur sont habituellement anisotropiques, ce qui peut ne pas être souhaitable pour certaines applications. L'application des matériaux composites de l'art antérieur est limitée du fait que toute propriété spécifique d'un matériau composite représente une va-35 leur intermédiaire située entre les valeurs des propriétés concernées des deux matériaux composants et dépendant de leur pourcentage relatif dans le mélange. Les tentatives de l'art antérieur pour prédire les propriétés finales d'un matériau composite à partir des propriétés particulières des inclusions n'ont pas été particulièrement réussies. Ceci est dû apparemment aux interactions en-40 tre la matrice et l*inclusion et qui se produisent à l'échelle microscopique 71 18321 3 2096585 entre le composant de petite taille et l'autre plus en masse. Cela nécessite que des éléments structurels partiels d'un matériau composite soient préparés et que leurs propriétés physiques soient déterminées de telle sorte que plusieurs de ces éléments en matériau composite puissent être assemblés pour obtenir l'é-5 lément structurel final. Cette approche est devenue très compliquée pour la conception des éléments structurels d'avion fabriqués à partir de bandes constituées de fibres de bore et époxyde. Les structures aux fibres de bore ont connu un développement important pour utilisation dans l'industrie de l'aviation du fait que grâce à leurs résistances et rigidité élevées elles présentent un avan-10 tage de poids distinct par rapport aux structures métalliques équivalentes. Cependant les structures fondées sur les fibres de bore sont trop coûteuses pour la plupart des applications commerciales. Les avantages des matériaux composites décrits dans la présente invention en comparaison avec les matériaux composites à base de fibre de bore seront décrits avec beaucoup de détails ci-après. Un 15 défaut de l'art antérieur des matériaux omposites concerne les assemblages entre la phase matrice et la phase inclusion spécialement aux températures élevées. Quelquefois, 1'interdiffusion entre les phases entraîne des couches fragiles qui se rompant sous les contraintes appliquées. Il est connu que les fibres de bore sont spécialement sujettes à cette difficulté et par conséquent, doivent être 20 revêtues avec une couche barrière de carbure de silicium pour empêcher 1'interdiffusion entre la fibre de bore et la matrice d*époxyde. Il a été reconnu dans la pratique de l'art antérieur qu'il est possible de concevoir un matériau composite pour optimiser deux ou plusieurs de ses propriétés qui combinent les propriétés de plusieurs composants sans dégradation significative de l'une d'entre 25 elles. A titre d'exemple, les résines plastiques époxydes possèdent des résistances particulières à la température ambiante et peuvent être utilisées dans plusieurs sortes d'outillage et sont spécialement intéressantes de ce fait pour leur faciliter des fabrications. Cependant leur conductivité thermique est extrêmement faible et par conséquent, la chaleur a tendance à se concentrer à la 30 surface de travail car elle ne peut se dissiper rapidement, ce qui a tendance à affaiblir la surface et ainsi permettre la destruction rapide de l'outil. On a augmenté la conductivité thermique d'environ 300% en ajoutant approximativement 5% en volume de poudre d'aluminium au plastique sans obtenir un changement marqué dans sa résistance physique. 35 En outre, il a été reconnu dans l'art antérieur qu'il est possible de modi fier de façon contrôlable une propriété physique d'un élément structurel pour obtenir une amélioration localisée de la propriété en un emplacement par rapport à un autre. On obtient cela en incluant avec un pourcentage et une orientation appropriés une inclusion d'une certaine résistance tout en conservant dans le 40 reste de l'élément structurel un pourcentage et une orientation différents ou 71 18321 4 2096585 un matériau d'inclusion différent. Il a été reconnu dans l'art antérieur que les matériaux compesites sont souhaitables pour leur application dans les composants de machines de traitement de données car ils présentent de nombreux avantages sous de nombreuses combinai-5 sons: prix faible des pièces, résistance élevée, rigidité élevée, densité faible, bon amortissement du son, bonne stabilité et bonne résistance chimique. Dans l'article déjà cité de "Journal Scientific American" ayant pour titre "The Nature of Composite Materials", par A. Kelly, il est dit que des fibTM de graphite et de bore actuellement utilisés dans les applications pratiques 10 sont plus dB deux fols plus rigides que l'aclet» et pulsqû'elles possèdent uni densité inférieure au tiers de l'acier, elles forment un matériau composite, lorsqu'elle sont incluses dans une matrice de résine qui possède une régidité par unité de poids de beaucoup supérieure à l'acier. Les fibres sont aussi très résistantes, elles dépassent aussi la résistance de l'acier sur la base de l'uni-15 té poids. Des matériaux composites constitués de fibres de carbone dans la résine époxyde fournissent des lames de compresseur, résistantes et rigides, dans les moteurs à réaction légers et l'on utilise le bore dans la résine époxyde pour les pales d'hélicoptère qui tournent à une vitesse élevée. En outre, on a introduit des fils de tungfcène dans les matrices de métal pour permettre leur 20 utilisation à des températures de 1Q00°C et supérieures et les métaux cobalt et nickel sont utilisés pour les matrices car ils ne s'oxydent pas facilement aux températures élevées. De plus, des fibres de tungstène, de silicium revêtu avec du carbone, de graphite et de bore sont incorporées dans les matrices par placage électrolytique. Autrement, on peut déposer chimiquement une matrice sur les in-25 clusions de fibres, ce qui évite leur endommagement. On a essayé dans l'art antérieur une autre technique pour obtenir des matériaux composites, technique consistant à réaliser la matrice et l'inclusion en une opération par fusion contrôlée de certains alliages métalliques. Une partie de l'alliage se développe en inclusions parallèles et une autre partie forme 30 la matrice pour l'inclusion. Le matériau composite résultant présente une résistance élevée et de bonnes propriétés de résistance à la chaleur. A titre d'exemple, des couches de carbure de niobium sont formées sous forme d'eutectique dans une matrice de niobium ce qui donne une résistance élevée à des températures allant jusqu'à 1.650°C. 35 La mesure de la capacité d'un matériau à conserver sa résistance sans pré sence de craquelures est déterminée par le travail de rupture du matériau, c'est à dire, l'énergie nécessaire pour le briser. Les matériaux résistants de façon inhérente tel que le carbure de silicium, le bore et le graphite se comportent quelque peu comme le verre en ce que le travail de facture est faible, ce qui 40 fait qu'il sont très vunérables à la présence de craquelures. On utilise norma 71 18321 5 2096585 lement les métaux pour supporter des contraintes importantes car ils s'accomo-dent de la présence de craquelures. Les matériaux polymères tels que le polyé-thylène sont aussi résistants aux craquelures bien qu'ils ne le soient pas autant que des métaux. Les métaux et les polymères sont beaucoup plus résistants 5 aux craquelures que les céramiques car les forces intératcmiques dans les métaux et les forces intermoléculaires dans les polymères ne dépendent pas d'une direction particulière d'alignement pour être fortes. En outre, les liaisons chimiques dans, les métaux et les polymères ne sont pas saturées et leurs atomes ou molécules peuvent facilement former de nouvelles liaisons, alors que les cé-10 ramiques présentent des forces très orientées et des liaisons saturées. Les a-tomes ou molécules dans les métaux et polymères glissent toujours l'un sur l'au tre sur le bord avant d'une craquelure de telle sorte qu'elle ne pénètre pas la structure intérieure du métal ou du polymère aussi facilement qu'elle le fait dans une céramique. 15 Jusqu'à présent, pour utiliser une céramique dans un matériau composite il a été nécessaire dans l'art antérieur de la diviser en petites pièces et d'utiliser une matrice possédant de nombreuses propriétés. Elle ne doit pas endommager les inclusions fibreuses en les égratignant ce qui entraîne des craquelures elle doit agir comme un milieu grâce auquel la contrainte est transmise aux fi-20 bresj elle doit être plastique et adhésive avec les fibresî et elle doit dévier et commander les craquelures dans le dépôt lui-même. On montrera avec beaucoup de détails ci-après que la pratique de cette invention permet l'utilisation de matrices pour céramiques qui ne nécessitent pas ces propriétés de façon si importante. 25 Un objet de la présente invention est de réaliser un matériau composite com prenant une matrice où sont dispersées des fibres comprenant des films polycris tallins. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un matériau composite comprenant une matrice et des fibres dispersées au hasard comprenant des 30 films polycristallins. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un matériau composi te comprenant une matrice et des fibres dispersées d'une façon orientée et comprenant des films polycristallins. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un procédé pour la 35 fabrication d'un matériau composite comprenant des films polycristallins dispersés. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un procédé pour la fabrication du matériau composite d'un objet précédant comprenant les étapes de la réalisation d'un matériau substrat et du dépôt d'un film polycitstallin. 40 Le matériau composite de la présente invention est formé d'une matrice 71 18321 6 2096585 qui est compatible avec les inclusions. En utilisant les inclusions sous forme de film polycristallin, des résistances de fibres comparables à celles des moustaches monocristallines sont obtenues. Pour certaines réalisations de cette invention, les films polycristallins sont retenus sur les substrats sur lesquels 5 ils sont fabriqués et pour d'autres réalisations, les substrats sont ôtés avant d'inclure les films polycristallins dans la matrice. En disposant préférentiellement plusieurs couches de films polycristallins de matériaux différents , d'orientations différentes et de tailles de grain différentes, on obtient une inclusion de fibre complexe pour une matrice avec des 10 propriétés spécialement choisies pour une application donnée du matériau composite. En outre, en commandant les paramètres de dépôt du film polycristallin, des contraintes intérieures, choisies à partir d'un spectre de tension compression sont données aux films polycristallins qui, considérés avec les orientations préférées des films lorsque qu'ils sont inclus dans la matrice aboutis-15 sent à un matériau composite avec des propriétés spécialement adaptées. En particulier, la pratique de la présente invention réalise un matériau composite en utilisant diverses procédures de dépôt pour la fabrication des films polycristallins par exemple, pulvérisation, évaporation et dépôt électrolytique-L'orientation des inclusions dans une matrice est établie préférentiellement an 20 donnant aux inclusions des propriétés sur lesquelles des forces de champ appliquées extérieurement peuvent agir, par exemple, champ électrique, et champ de gravitation. On trouve parmi les avantages de la présente invention ceux qui concernent les sujets suivants: 25 1) On obtient des machines de traitement de données avec des matériaux com posites obtenus selon les principes de la présente invention, qui présentent des vitesses de fonctionnement améliorées, des poids faibles, une fiabilité élevée, et avec réduction des coûts de fabrication. 2) Grâce à cette invention, on fabrique facilement un matériau composite 30 présentant des propriétés physiques adaptées spécialement à une application donnée. On peut facilement fabriquer une fibre complexe qui comprend un matériau permettant l'alignement des inclusions dans une matrice, par exemple, matériaux ferromagnétiques pour l'alignement de la fibre dans un champ magnétique appliqué. En outre, on peut fabriquer des fibres ayant des dimensions échelonnées, par 35 exemple de forme conique, et qui prendront une orientation, préférée sous l'influence du champ de gravitation dans une matrice fluide durant la fabrication d'an matériau composite. En disposant de plusieurs matériaux polycristallins différents en couches avec diverses tailles de fibres, on peut adapter les propriétés et les résistances pour satisfaire aux besoins spécifiques d'une application 40 donnée sans altérer la densité basique ou les autres propriétés structurelles 71 18321 7 2096585 d'un matériau composite. 3) De nouvelles structures qui jusqu'à présente n'étaient pas disponibles peuvent être fabriquées à l'aide de la présente invention car l'utilisation de films polycristallins comme inclusions dans une matrice rend possible l'adapta- 5 tion des propriétés pour une application donnée. 4) Une propriété spécifique d'un matériau composite obtenu par la pratique de la présente invention n'est pas limitée à une valeur intermédiaire entre les propriétés comparables des composants comme cela était le cas dans l'art anté-' rieur.Bar exemple, dans cette invention il est possible à la fois d'aligner pré- 1Q férBntiellementdes inclusions de fibres et de les adapter pour une contrainte intérieure donnée. 5) Les spécifications rigoureuses de la pratique de l'art antérieur pour l'assemblage de la matrice avec les inclusions d'un matériau composite est spécialement résolu à l'aide de la présente invention en déposant préférentiellement 15 une couche de matériau d'assemblage sur les inclusions et en disposant la surface des inclusions fibreuses avec'des orientations préférées qui donnent des propriétés d'assemblage spécialement bonnes entre elles et la matrice. 6) Des matériaux structurels sont obtenus à l'aide de la présente invention, matériaux qui sont habituellement équivalents et quelquefois meilleurs que les 20 fibres de bore préparées classiquement pour utilisation dans les structures d'avion et qui sont moins coûteux. 7) Dans certaines réalisations préférées de la présente invention il est sou haitable de réaliser un matériau composite dans lequel à la fois la matrice et les fibres cristallines soient du même matériau, par exemple, une résine époxyde 25 Si une contrainte intérieure spéciale a été donnée au film polycristallin durant sa croissance sur son substrat, la procédure de fabrication pour disposer les inclusions dans une matrice est commandée avec prudence de telle sorte que le substrat ne soit pas détaché du film polycristallin et que le joint entre les substrats et la matrice soit réalisé à l'aide d'un minimum de fusion dans l'in-30 terface entre les substrats et la matrice. En outre, par la pratique de cette invention, il est maintenant possible d'obtenir un matériau chimique complètement homogène sous différents états physiques dans certaines de ses régions. A titre d'exemple, pour les inclusions, en prenant des films polycristallins de cuivre soit sur des substrats de cuivre, soit sur des substrats qui sont ensuite 35 éliminés, et ensuite en disposant les inclusions de cuivre dans une matrice de cuivre par placage électrolytique, on crée un matériau composite de cuivre résul tant ayant des propriétés physiques et électriques distinctes de toutes celles obtenues avec la pratique de l'art antérieur. 3) La nécessité de l'art antérieur d'un compromis dans la propriété de résis 40 tance d'in matériau composite afin d'obtenir autre chose que l'anisotropie est 71 18321 a 2096585 supprimé par la pratique de cette invention. On y dispose des inclusions qui ont diverses combinaisons de contraintes intérieures et des couches avec des propriétés physiques différentes. En outre, l'interdiffuiion entre la matrice et les inclusions d'un matériau composite selon les principes de la présente in-5 vention est facilement réduite en déposant un matériau barrière sur chacune des inclusions, matériau barrière qui n'affecte pas les propriétés physiques données au matériau composite par les inclusions, mais qui réduit 1'interdiffusion. En outre, la courbe barrière peut être elle-même de caractère polycristallin afin de contribuer aussi aux propriétés de résistance du matériau composite. 10 9] Du fait de la souplesse de fabrication des inclusions sous forme de fi bres, les principes de la présente invention permettent la fabrication de plusieurs fibres différentes de telle sorte que des propriétés distinctes peuvent être données à un matériau composite afin d'adapter la propriété finale du matériau composite et utiliser des propriétés inhérentes d'une matrice particulière. 15 Pour un type donné d'inclusions et pour obtenir des propriétés différentes de résistance du matériau composite final l'art antérieur ne pouvait utiliser que le paramètre de taille des inclusions. En opposition, la pratique de la présente invention permet l'utilisation de la cristallinité des inclusions qui considérées avec leur taille, permet l'adaptation d'un matériau composite donné à un 20 besoin d'application particulier. Du fait que l'on peut facilement obtenir des fibres plus longues grâce à la présente invention, diverses configurations de fibres sont possibles par l'utilisation des techniques dérivées de l'industrie textile. En conséquence, les inclusions d'un matériau composite final peuvent être fabriquées sous forme d'un 25 tissu dans lequel la matrice est dispersée à l'aide d'un procédé classique. 3.0) La pratique de la présente invention permet une amélioration locale préférentielle d'une propriété physique de telle sorte qu'une propriété physique donnée soit obtenue dans un matériau composite tout en conservant une propriété physique différente ailleurs. Dans l'art antérieur, il a été possible de tirer 30 parti d'un pourcentage d'orientation approprié d'une inclusion dans une région alors que la résistance ou rigidité est conservée dans le reste avec un pourcentage différent ou même avec une inclusion différente. Ces besoins de l'art antérieur sont supprimés car le même matériau physique est adapté par la pratique de la présente invention pour posséder différentes propriétés métallurgiques 35 dans différentes régions d'un matériau composite. 11) Parce qu'il est maintenant possible grâce à la présente invention de fabriquer des inclusions de fibres avec la plupart des matériaux, il est maintenant possible d'obtenir la liaison entre une matrice et l8s inclusions en fibres par diffusion sans changer la résistance fondamentale des fibres. En outre, il 40 est maintenant possible de réaliser des fibres avec des résistances comparables 71 18321 g 2096585 à celles des moustaches monocristallines et comprenant des dopants dispersés avec une concentration respectant le diagramme de phase entre la matrice et les Inclusions à une température de fonctionnement telle que les matériaux soient homogènes au point de vue matériau mais hétérogènes au point de vue des 5 propriétés physiques. 12) Grâce à la présente invention, on obtient diverses combinaisons de matrice et d'inclusions avec pour conséquence un abaissement du prix des pièces, des résistances de pièces élevées, des densités faibles, des propriétés d'amortissement sonores bonnes, et une banne stabilité dimensionnelle, ainsi qu'une bonne 1q résistance chimique. 13) On réalise des matériaux composites grâce à la présente invention qui ont les propriétés optimales à la fois de la matrice et des inclusions. A titre d'exemple, il est possible grâce à la présente invention d'adapter un matériau composite pour qu'il ait un gradient de propriété allant de celle obtenue grâce 15 aux moustaches monocristallines à celle obtenue par les inclusions eutectiques. 14) La tendance à la rupture de l'art antérieur des inclusions de céramique dans une matrice peut être amoindrie grâce à la présente invention dans la préparation de fibres complexes ou de fibres céramiques revêtues avec un film métal lique polycristallin. Par conséquent, il est possible d'utiliser des céramiques 20 pour des matériaux composites d'une façon dépassant les possibilités de l'art antérieur. 15) Là où il faut un compromis entre les propriétés de conpression et de tension, il est passible grâce à la présente invention de réaliser des matériaux composites qui soient convenables à la fois en tansion et en compression sans 25 sacrifier l'un de ces aspects. 16) Là où dans l'art antérieur,il était nécessaire d'utiliser des matériaux laminaires afin de donner la résistance à un matériau composite contre les contraintes de compression, il est maintenant possible par dispersion appropriée d'une inclusion donnée et par adaptation de l'inclusion elle-même de réduire les 30 spécifications cités de la pratique de l'art antérieur. 17) On obtient les propriétés décrites d'une moustache monocristalline grâce à la présente invention en utilisant des films polycristallins. En outre, il est possible grâce à cette invention de réaliser des matériaux composites avec diverses propriétés constantes et différentes selon un spectre de température 35 de fonctionnement. 18) Du fait de la capacité de la présente invention de fabriquer toute longueur de fibre, allant de la longueur de fibre extrêmement courte à des longueurs importantes, toute technique de fabrication habituellement réduite à des matériaux choisis est appliquée aux matériaux composites obtenus grâce à la présents 40 invention. La régidité donnée aux longueurs importantes de matériaux composites 71 18321 10 2096585 par la pratique de la présente invention permet la fabrication de divers matériaux composites de configuration géométrique. A titre d'exemple, il est possible de bobiner les grandes longueurs résidantes complexes obtenues grâce à la présente invention sur un tambour et ensuite de former les matériaux composites au-5 tour du tambour pour donner un cylindre dont la circonférence est résistante. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit fait en référence aux dessins annexés à ce texte et qui représentent des modes de réalisation préférés de celle-ci. La figure 1A représente une vue en coupe d'une partie d'un matériau composi-10 te de l'art antérieur avec un matrice d'aluminium et des inclusions en fibres de bore disposées sur des fils de tungfcène par décomposition de chlorure de bore ou de bromure de bore. La figure 1B représente graphiquement la relation entre la résistance normalisée d'un matériau et lataille des grains polycristallins le constituant. ^ La figure 2 représente une vue en perspective de la fibre polycristalline supportée par un substrat et montrant la façon par laquelle la fibre est supportée avant son inclusion dans un matériau composite. Les figures 3A, 3B et 3C représentent des vues idéales de matériau composite exemplaire utile pour la pratique de la présente invention où les fibres dont la 20 nature est décrite dans la figure 2 sont orientées au hasard dans la figure 3A sont orientées uniaxialement dans la figure 3B et sont orientées uniaxialement dans la figure 3C mais sous forme des fibres continues sur toute la longueur totale d'un matériau composite. La figure 4 représente schématiquement et partiellement en coupe un appareil 25 convenable pour la fabrication des fibres servant dans la présente invention telle qu'elle est représentée dans la figure 2 où un substrat métallique est plaqué d'mfilm polycristallin. Les figures 5A et 5B représentent schématiquement en perspective un appareil utile pour la pratique de la présente invention où des fibres orientées sont 30 dispersées dans un matériau composite tel que celui représenté dans la figure 3 en présence d'un champ magnétique appliqué extérieurement et la figure SA représente le matériau composite avant l'application du champ magnétique tandis que la figure 5B le représente après l'orientation préférentielle des inclusions. La figure 6 représente schématiquement et en coupe un appareil convenable 35 pour la pratique de la présente invention pour obtenir des longues fibres selon la figure 2 par dépôt en phase vapeur d'un matériau cristallin sur un fil d'un matériau substrat en déplacement. La figure 7 représente schématiquement en coupe avec des parties éliminées la fabrication par pulvérisation d'une plaque d'inclusion pour la pratique de la présente invention. ^ La figure 8 représente schématiquement en coupe la fabrication par pulvéri 71 18321 11 2096585 sation d'un long fil d'inclusion pour la pratique de la présente invention. Afin d'avoir une base de comparaison de la présente invention telle qu'elle est décrite en référence aux figures 2 et 6, on donne maintenant les commentaires concernant l'art antérieur en référence aux figures 1A et 1B. 5 On décrit un matériau composite dans l'article de "Scientific American Journal" Vol. 217 N°3, page 160 (1967) déjà noté où est décrite une matrice d'aluminium comprenant des fibres de bore dispersées dans une direction orientée. La figure 1A représente ce développement où la matrice 10 d'aluminium supporte des inclusions de fibrB 12 de bore déposées sur les fils de tungstène 14. Le 10 matériau composite obtenu 16 est représenté dans la figure 1A sous forme d'une vue en coupe d'une partie d'un élément structurel. Comme on le décrit dans cet article on utilise le bore comme matériau structurel du fait de son rapport élevé résistance/poids. Il est préférable pour la même application d'utiliser un fil de bore de diamètre supérieur qu'un fil d'acier mince comme inclusion 15 dans une matrice. La fibre de bore est réalisée par décomposition de chlorure ou de bromure de bore sur un filament de tungstène. En chauffant le fil de tungstène, 18 chlorure de bore ou le bromure se décompose laissant le bore. Afin d'obtenir des capacités de résistance à une charge élevée pour le matériau composite de la matrice d'aluminium et des inclusions de bore, la quantité de bore sur le 20 fil de tungstène est importante. Les films polycristallins sont connus dans l'art antérieur pour avoir des propriétés de résistance élevée par rapport au matériau en masse de même composition. Un article de fond illustratif est "Physics of the Thin Films", G. Haas et al, Academic Press Inc. New York 1966, Vol. 3 page 211 et suivantes. L'allè-25 gement de contrainte dans les films minces est décrit dans les articles de P. Chaudhari et P. Chaudhari et al, respectivement, dans I.B.M. "Journal of Research and Development "Vol. 13 N°2, mars 1969, pages 197 et suivantes, et dans le "Journal de Vacuum Science and Technology", Vol. 6 N°4, 1969 pages 619-621. Essentiellement, le mécanisme par lequel la contrainte est allégée dans le film 30 est décrit comme étant dû aux dislocations. La figure 1B représente graphiquement une courbe représentant la contrainte normalisée, a/p ; module de cisaillement nécessaire pour former une dislocation dans un grain hexagonal, en fonction de la longueur de bord du grain. En utilisant le paramètre de contrainte normalisée, la comparaison des résistances est approximativement valable pour tous les 35 matériaux sur une échelle commune. La contrainte normalisée tracée en fonction de la taille de grain est représentée sous forme d'une bande dans la figure 1B fondée sur la formule de l'article cité du Journal de "Vacuum Science and Techno-logi" par P. Chaudhari et al. A partir de cette formule de la contrainte nécessaire re pour former une dislocation, il est apparent que plus est petite la taille du grain de matériau, plus est grande la contrainte nécessaire pour effectuer un 71 Î8321 12 2096585 mouvement de dislocation et sa propagation. Les mesures de traction de l'art antérieur ont montré que les films métalliques minces sont plus résistants que les matériaux en masse. Les calculs effectués à partir de la pratique de la présente invention indiquent que la contrain-5 te nécessaire dans les films polycristallins, pour l'écoulement plastique, approchent celle observée par l'art antérieur pour les moustaches, c'est à dire, 10 2 10 dynes/cm . Les contraintes intérieures élevées trouvées dans de nombreux films minces indiquent que de tels phénomènes relevant de la contrainte tels que l'écoulement plastique n'apparaissent pas facilement. 10 En considération du rapport élevé surface/volume et de la structure de grain fin des films minces, il a été suggéré dans l'art antérieur que le manque d'écoulement plastique est une conséquence des difficultés de nucléatlon et de formation de dislocations. Une analyse de l'élasticité théoriquedere l'art antérieur donne un ensemble d'équations exprimant les énergies et les contraintes mises 15 en cause dans la formation de nombreux types de dislocation, distinguées par leur environnement voisin. Les valeurs obtenues sont du même ordre de grandeur que celles observées expérimentalement. Une conséquence de cette formule, observée facilement dans le tracé des contraintes de formation de dislocations, représentées dans la figure 1A sous forme de bande hachurée, est l'interdépendance 20 des tailles de grain de matériau et de la contrainte nécessaire pour induire une activité de dislocation dans celui-ci. Un exemple d'inclusion sous forme de fibres pour une matrice est représentée sous forme d'une vue en perspective d'une fibre complexe dans la figure 2. Le segment fibre 20 de la figure 2 est constitué d'un film polycristallin 22 déposé 25 sur un fil 24. Le caractère polycristallin du film 22 est établi en accord avec la propriété de résistance désirée de la fibre 20 pour les matériaux composites selon les principes de la présente invention. Les fibres 20 de la figure 2 sont dispersées au hasard dans une matrice 26 de la figure 3A pour obtenir le matériau composite 30. Dans la figure 3B les fibres 34 sont orientées directionnellement 30 dans la matrice 32 pour donner le matériau composite 40. Dans la figure 3C, les inclusions 44 de fibres longues du type 20 de la figure 2 sont orientées directionnellement et espacées uniformément dans la matrice 42 pour donner le matériau composite 50. Par conséquent, en déposant des films polycristallins à petits grains et con-35 trainte faible sur les substrats classiques, on produit des structures comparativement simples beaucoup plus grandes que les moustaches et dont les résistances sont comparables aux résistances des moustaches. L'appareil pour la fabrication d'inclusions de fibres complexes du caractère représenté dans la figure 2 est représenté schématiquement dans la figure 4 où un substrat/fil 60 est disposé 40 sous forme de cathode 60 d'un dispositif d8 placage électrolytique 62 comprenant 71 18321 13 2096585 uns anode cylindrique 64, un électrolyte 66 dans ls récipient 68. L'anode fil 60 est connectée par le conducteur 70 et l'ampèremètre 72 à la borne négative 74 de la batterie 76. Le circuit électrique provenant de la batterie 76 est relié par l'intermédiaire de la borne positive 78, le conducteur 80, la résistance varia-5 ble 82 et l'interrupteur 84 à l'anode cylindrique 64. Le voltemètre 86 est connecté entre la borne négative 74 de la batterie 76 et la jonction 88 située entre l'interrupteur 84 et la résistance variable 82. En contrôlant les conditions de courant et de potentiel, une couche préférentielle 22 de film polycristallin est déposée sur le fil substrat 24. 10 Des matériaux composites à fibres obtenues par la pratique de la présente invention sont des fils d'or 20 ayant pour longueur 2,54 cm et 0,13 mm de diamè-. tre, autour desquels sont plaquées électrolytiquement des chemises 22 de films polycristallins de nickel comme on le montre dans la figure 2. En utilisant des additifs convenables au bain d'électroplacage 66 de la figure 4, par exemple de 15 la saccharine et en utilisant des densités de courant relativement importantes pour obtenir un dépôt rapide, des films à contrainte faible sont obtenus ayant O une taille de grain très petite d'environ 200 A. La réalisation préférée pour inclure les fibres 20 de la figure 1 a été obtenue dans les conditions suivantes: solution de placage - 218 g/ï, de NiCl^ . 20 6^0, 25 g g/S. de ^3®^, 1»64 g/l de saccharine sodée et 10 gouttes de solution saturée de 2-butyne 1,4 diol, avec une densité de courant de 75 ma cm-2, à 40°C, avec un pH de 3,5. Les valeurs de résistance à la traction finale dépassant 7.000 Kg par cm2 ont été obtenues sur des dépôts de Ni de 0,13 mm sur un fil d'- -3 or de 0,13 mm. Cela est équivalent à une contrainte effective a/E de 5 x 10 25 où a est la contrainte appliquée et E le module de Young, pour le nickel plaqué électrolytiquement 22, on obtient une valeur comparable à la valeur de la littérature pour une moustache de Ni. Un spécialiste de l'art reconnaîtra que l'on peut modifier la concentration de la solution ou que l'on peut utiliser d'autres additifs et solutions. La pra-30 tique de la présente invention permet l'optimisation des additifs pour effectuer la préservation de taille de grain très petite avec des contraintes nulles Cou une contrainte de compression ou de traction selon la conception spécifique désirée) . Une considération importante pour la pratique de la présente invention est le besoin d'une surface très uniforme à l'échelle microscopique, puisque tout en-35 taille ou autre rugosité peut agir comme amorce de contrainte et entraîner une résistance apparente à la contrainte faible. Dans la pratique de la présente invention, on utilise un substrat qui peut être constitué d'un fil, par exemple d'or, sur lequel on dépose le nickel. Ce que l'on désire est un film de nickel à grain très fin ou tout autre film déposé 40 et sa résistance est indépendante du diamètre du dépôt. Par conséquent, il est 71 18321 14 2096585 possible selon les principes de la présente invention d'optimiser la résistance d'un matériau donné. On utilise un substrat pour recevoir le métal à déposer. Mais effectivement, on peut supprimer le substrat après avoir réalisé le dép8t et on peut effectuer d'autres dépôts sur le matériau déposé lui-même. De toutes 5 façons, les propriétés du substrat ne sont pas utilisées. Les matériaux monocristallins n'ont de résistance élevée que lorsqu'ils ne contiennent aucune dislocation. Les moustaches monocristallines utilisées dans les matériaux composites ont une résistance élevées car la densité de dislocation est extrêmement faible et approche idéalement 0. La résistance du matériau 10 approche la résistance théorique qui est déterminée par les constantes d'élasticité du matériau. Dans les films polycristallins, on obtient une résistance élevée selon les principes de la présente invention en rendant la taille de grain si faible que les dislocations présentes ne peuvent pas se déplacer au-delà du diamètre du grain. Dans les matériaux à taille de grain très faible, les dislo-15 cations ne sont pas présentes et la contrainte nécessaire pour les créer est très élevée et approche celle de la limite élastique. Dûe à une combinaison de ces deux conditions, la résistance globale d'un matériau à grain très fin est très élevée. La résistance de l'inclusion obtenue par la pratique de la présente invention 20 est fondamentalement indépendante du diamètre comme le montrent les exemples dans lesquels diverses épaisseurs de nickel comprises entre 2 et 120 t) ont été déposées sur des noyaux constitués de fil d'or de 132 y de diamètre. On obtient des résistances à la traction pour deux fibres ayant des épaisseurs de nickel 2 2 de 62 et 114 y', égales 6.300 kg par cm ët 10.800 kg par cm respectivement. 25 Les rapports des contraintes de rupture correspondent avec une très bonne approximation aux rapports des surfaces de film de nickel déposé. Lorsqu'elles sont normalisées, ces données donnent presque des valeurs identiques pour le nickel 2 seul égales à 14.000 kg par cm . Les mesures effectuées sur des exemples de cette invention pour sa pratique ont montré l'indépendance de la taille. La limite su-30 périeure d'épaisseur du film pour ïaïUe-llecela est encore vrai est inconnue mais pourrait ne pas exister. La résistance à la traction la plus élevée de l'art antérieur pour des nickels laminés à froid est d'approximativement 0,002 y où y est le module de cisaillement. La limite supérieure de cette valeur pour des moustaches de nickel monocristallines est d'envrion 0,03 y. Pour les films de 35 nickel plaqués électrolytiquement de la présente invention, les valeurs s'éta-gent d'environ 0,005 y à une valeur supérieure d'environ 0,01 y. Puisque les données citées pour les moustaches ont une limite supérieure, les inclusions de la présente invention ont des résistances beaucoup plus proches de celles des moustaches que celles des matériaux en masse à l'état laminé à froid. 40 La taille de grain et la capacité de résistance des matériaux polycristal- 71 18321 15 2096585 lins dans la pratique de la présente invention sont déterminées facilement à partir des données théoriques de la figure 1B, La taille de grain d'un matériau polycristallin réel selon cette formule est mesurée par la longueur du bord de l'hexagone le plus petit qui peut recevoir la section la plus importante Ccoupe 5 en section) du grain. De préférence, la taille de grain est inférieure à environ 5.000 A et la résistance normalisée finale se trouve approximativement dans le _3 -2 domaine de 10 à 6 x 10 . Les résistances normalisées finales de moustaches _2 monocristallines sont situées approximativement dans le domaine de 2 x 10 à -2 B x 10 .A titre d'exemple, la taille des grains des films polycristallins de -3 rieure à environ 10 La valeur de résistance normalisée finale d'un spécimen d'essai de matériau est dérivée de sa valeur la plus élevée due au changement sous une contrainte 15 appliquée, par exemple, c'est la valeur de résistance à la traction normalisée * la plus élevée d'un spécimen obtenue durant le test de traction à la fracture. La résistance normalisée d'un matériau est la résistance du spécimen divisée par une constante d'élasticité, c'est à dire le module de cisaillement. On décrit en référence aux figures 5A et 5B la façon selon laquelle les fi-20 bres obtenues par la pratique de cette invention sont incluses dans une matrice d'une façon orientée. Dans la figure 5A le récipient 100 contient la matrice d'époxyde 102 et des fibres 20 dispersées au hasard. Les bobines magnétiques 104 et 106 sont représentées sur chaque côté du récipient 100 pour engendrer un champ magnétique uniforme dans le récipient 100r. Les circuits de commande et d'-25 énergie ne sont pas représentés dans la figure 5A. Dans la figure 5B, les bobines 104 et 106 sont représentées à l'état excité, engendrant le champ magnétique 108 qui aligne les fibres 20 le long de la direction du champ magnétique. La façon selon laquelle un fil continu de plastique est revêtu en phase vapeur pour diverses réalisations de cette invention sera décrite en référence 30 à la figure 6. Dans la figure 6, des bobines de chauffage 122 sont enroulées autour d'un coeur 120. La bobine d'alimentation 124 envoie le fil 126 par l'orifice 128 à la chambre d'évaporation 130 définie par le logement 131 et après évapora-tion le fil est bobiné sur la bobine 134 après passage à travers l'orifice 132. Dans la chambre 130 se trouve le coeur 120 contenant les évaporants 138. Les bo-35 bines 124 et 134 dans la chambre 130 sont disposées dans la chambre à vide 140 définie par la cloche 142 et la plaque de fond 144. La chambre 140 est vidée par l'orifice 146 à l'aide d'une pompe d'aspiration, non représentée. A titre d'exemple, le fil 126 est une résine de téréphtalate de polyéthylène et l'évaporant 138 du nickel. 40 En référence à la figure 4, en modifiant convenablement la composition du 71 18321 16 2096585 bain électrolytique 66, on peut varier la contrainte intérieure intrinsèque du film électroplaqué 22, (figure 1) sur le fil substrat 60. De cette façon, on peut fabriquer une inclusion particulière pour obtenir une contrainte intrinsèque intérieure choisie parmi un spectre de contraintes allant de la compression à 5 la tension. Un article de la littérature de l'art antérieur exemplaire décrivant des techniaues pour donner un spectre de contraintes intérieures au film mince est" Intrinsic Stress in Fabricated Films", par E. Klokholm et al. Journal of Electrochemical Society, Vol. 115 l\l°8, Août 1968, page 824, A partir de telles étuéesde l'art antérieur, il est connu que la contrainte intérieure intrinsèque 10 est fonction de la croissance du film et que lorsque le substrat est retiré ou est déformé plastiquement, la contrainte intérieure intrinsèque est altérée de façon importante. Les inclusions-résistantes comprenant des films polycristallins selon la présente invention ayant une contrainte intérieure intrinsèque perr» mettent la fabrication de matériau composite adaptés spécialement pour des char-15 ges de contraintes particulières. A titre d'exemple, par la fabrication d'inclusions possédant une contrainte de compression intrinsèque et, en les orientant dans une matrice à laquelle on doit donner une contrainte de tension le long de la direction d'orientation des inclusions, il est possible d'obtenir un matériau composite ayant une résistance aux forces de tractions supérieures à celle à 20 laquelle on pourrait s'attendre en se fondant sur les propriétés de tension inhérente de la matrice et des inclusions. On montre dans l'art antérieur dont l'article cité de E. Klokholm et al est représentatif que la contrainte inférieure intrinsèque dans le film peut être modifiée en commandant les conditions de dépôt, c'est à dire, la température du substrat. 25 En outre, en modifiant le dépôt ou les conditions de placage électrolytique durant la croissance d'un film donné pour une inclusion, il est possible de modifier la contrainte intérieure intrinsèque de façon à ce que le matériau composite résultant résiste à un moment de flexion donné. La pulvérisation est une technique particulièrement convenable pour la fa 30 brication d'inclusions dans le cadre de la présente invention. La pulvérisation est une technique bien connue pour la production des films minces. Parmi les procédés de pulvérisation classiques on trouve la pulvérisation en courant continu, la pulvérisation en courant alternatif, et la pulvérisation haute fréquence. Dans la pulvérisation en courant continu, un potentiel continu d'environ 1500-3000 35 volts est appliqué entre la cible et l'anode mise à la masse. La pulvérisation continue est en général utilisée pour les matériaux conducteurs, dans lesquels la cible est aussi la cathode. Un bombardement continu de la cible par les atomes de gaz ionisés entraîne l'élimination du matériau cible et son dépôt sur le substrat, qui se trouve à côté de l'électrode anode. 40 Dans la pulvérisation alternative, un potentiel de fréquence faible, par 71 Î8321 17 2096585 exemple, d'environ 60 cycles par seconde, est appliqué antre la cible et l'anode et il se produit une légère pulvérisation de l'anode [substrat) en addition à la pulvérisation qui se produit à partir de l'électrode cible. Cependant, le cycle de travail et le potentiel appliqué sont réglés de telle sorte que la 5 plus grande partie de la pulvérisation se fait à partir de la cible, avec pour résultat qu'il existe un dépôt net d'atomes provenant de la cible sur le substrat. Un avantage de la pulvérisation alternative est que l'on peut rendre la pulvérisation symétrique, de telle sorte qu'il y ait pulvérisation à la fois à partir du substrat et à partir de la cible. Cela permet un nettoyage du dépôt 1Q sur le substrat et conduit à des dépôts plus purs. Dans un système de pulvérisation HF, des potentiels haute fréquence, par exemple, d'environ 13, 56 mégahertz, sont appliqués entre la cible et l'anode. La pulvérisation HF est utilisée pour déposer des matériaux isolants. Un isolant -cible peut "être rendu négatif par rapport à l'anode substrat de telle sorte 15 qu'une décharge lumineuse peut être établie entre eux. La pulvérisation HF n'est pas habituellement utilisée pour déposer des métaux. Cependant, la pulvérisation HF de métaux conducteurs est connue dans l'art antérieur. En outre, il est aussi connu dans l'art antérieur de polariser le substrat d'm film en cours de croissance. Un potentiel négatif est appliqué au substrat 20 de telle sorte que des ions gazeux positifs bombardent le film et en élimine les impuretés. Cette technique de polarisation du substrat est utilisée à la fois en courant continu et dans les systèmes haute fréquence, et on utilise en général une polarisation de substrat négative d'environ 100 volts. Un appareil pour la fabrication d'un inclusion dans le cadre de la présente 25 invention à l'aide d'une technique de pulvérisation est représenté dans la figure 7 où le vide est établi à l'intérieur de la cloche 150 qui est fixée à la plaque 152. L'anode support 154 est montée à l'aide d'un support 156 sur la plaque base 152 et est connectée à la masse 156 par le conducteur 158. Le substrat 160 est disposé sur l'anode 154 sur laquelle le film 162 est déposé par pulvéri-30 sation. La cathode 164 est supportée de façon isolée à l'aide du support isolant 166 et des structures 167 sur la plaque base 152. On introduit le gaz de pulvérisation dans la chambre 148 par l'orifice 166 et l'enceinte 148 est vidée à l'aide d'une pompe d'aspiration non représentée par l'orifice 170 de la plaque 152. L'alimentation 172 est connectée par le conducteur 174 è la cathode 164. 35 L'alimentation 172 peut être une alimentation appropriée pour pulvérisation continue, pulvérisation alternative, ou pulvérisation haute fréquence selon l'art antérieur classique tel qu'il est décrit ci-dessus. Les détails illustratifs de l'appareil de pulvérisation de l'art antérieur peuvent être trouvés dans la demande de brevet déposée en France par la demanderesse le 5.5.1970 sous le N° 40 70.17.724. 7Ï 18321 16 2096585 La figure 8 représente un autre appareil de pulvérisation pour obtenir des inclusions longues en fil pour la pratique de cette invention avec des matériaux composites. A titres d'exemple, un cyclindre de nickel 200 est disposé dans la chambre à vide 201 définie par la cloche 202 et le fond 204. Le gaz de pulvéri-5 sation est introduit par l'orifice 206 et on établit le vide dans la chambre parl'orifice 208 à l'aide d'une pompe d'aspiration classique non représentée. Le câble substrat plaqué par pulvérisation provient de la bobine d'alimentation 210 qui communique avec la bobine de réception 212. La bobine 210 est mise à la masse en- 214. L'alimentation de potentiel 216 est connectée électriquement au 10 cylindre 200 par le connecteur 218. L'alimentation de potentiel 116 peut être continue, alteinative ou HF pour pulvérisation selon les techniques de l'art antérieur classiques citées ci-dessus. En utilisant l'appareil de la figure 8, on peut utiliser un câble 211 soit conducteur, soit non conducteur et on peut le revêtir avec un film polycristallin selon les principes de l'invention. Si le 15 câble est non conducteur, un prérevêtement mince de matériau conducteur permet la réalisation des conditions de pulvérisation. La nature des considérations théoriques de l'art antérieur concernant la fonction de la matrice dans la transmission des contraintes aux inclusions d'un matériau composite est maintenant résumée. Les matériaux composites possédant 20 la résistance la plus élevée sont ceux qui contiennent des fibres alignées. Salon les principes de l'action combinée, lorsqu'un tel matériau composite est soumis à une tension parallèle à la direction d'une fibre, la tension dans les fibres et dans la matrice sont virtuellement égales. La tension est la distorsion interne du matériau lorsqu'il est sous contrainte externe et la contrainte 25 est la force appliquée extérieurement créant la tension et est mesurée en force 2 par surface unitaire, par exemple, kilo par cm .En conséquence, lorsque les fibres et la matrice sont sous une tension égale, la contrainte dans les fibres est supérieure à celle existant dans la matrice de telle sorte qu'en calculant la force de rupture du matériau composite, la contribution de la matrice soit 30 habituellement considérée comme négligeable. Certaines des fibres qui sont très comprimées céderont du fait des craquelures s'y trouvant. Cependant, dans le matériau composite classique, la présence d'une telle craquelure est habituellement peu importante puisque la propagation de la craquelure à travers le matériau est entravée par la matrice. 35 Les craquelures sont aussi empêchées de se déplacer à travers un matériau composite du fait de quelques autres effets. Bien que certaines des inclusions de renfort puissent céder à la contrainte élevée appliquée au matériau composite, il peut en être ainsi dans différents plans. Pour qu'une craquelure se propage à travers un matériau composite, il faudrait que les fibres qui y sont contenues 40 soient tirées à l'extérieur lorsqu'elles se brisent. Cependant, le travail doit 71 18321 19 2096585 être réalisé par la contrainte appliquée pour tirer à l'extérieur les fibres contre la force de maintien de la matrice. Par conséquent, la force de retenue de la matrice sur les fibres augmente la résistance à la propagation des craquelures dans les inclusions. Le travail nécessaire pour retirer une fibre donne 5 une idée du travail de fracture dans les marériaux composites constitués de fibres fragiles sous forme d'inclusions dans une matrice, ce qui est une propriété intrinsèque des matériaux composites et ne peut être attribué individuellement à l'un des composants. Un autre effet permettant de contrôler les craquelures dans un matériau 10 composite est dû à l'adhésion des fibres contre la matrice. Le matériau composite est faible dans une direction perpendiculaire aux fibres ce qui est un a-vantage car la craquelure est déviée le long de l'interface lorsqu 'elle commence à se déplacer perpendiculairement aux fibres et cela n'est pas nuisible aux propriétés parallèles à la direction d'orientation des fibres dans la matrice. 15 Pour un matériau composite comprenant des fibres orientées dans la matrice Implication d'une compression'entraîne des ruptures dans les fibres, dûes au gauchissement et au cisaillement. Pour que les fibres résistent au gauchissement d'une charge de compression, la rigidité des fibres doit être maximale et l'interface entre les fibres et la matrice doit posséder une résistance à la trac-20 tion élevée pour résister à la séparation. Cependant, pour que le matériau composite résiste aux craquelures sous tension, une interface faible est nécessaire entre la fibre et la matrice. Par conséquent, jusqu'à présent un matériau composite nécessitait un compromis, entre à la fois les propriétés de tension et de compression des inclusions. 25 A la fois pour la contrainte de cisaillement et la contrainte de compression, un matériau composite de l'art antérieur est habituellement moins résistant que lorsqu'il est sous une contrainte de tension, c'est à dire, la forme composite a tendance à être très directionnelle en relation avec l'orientation des fibres contenues. Dans l'art antérieur, jusqu'à présent, pour réduire la faiblesse d'un 30 matériau composite sous contrainte de compression et contrainte de cisaillement on s'est fié au laminage . A titre d'exemple, le contre-plaqué est un matériau composite laminé qui a une résistance à la fois contre la compression et le cisaillement. Dans l'art antérieur, des couches alignées sont moulées pour donner la résistance suivant un certain nombre de directions, mais le matériau composi-35 te laminé est plus faible dans une direction particulière que si toutes les fibres étaient alignées dans une direction. Puisque la matrice ou matériau composite donne une résistance aux fibres le principe de l'action combinée est efficace même si toutes les fibres sont brisées. Par conséquent, un matériau composite peut comprendre des fibres cour-40 tes dont aucune n'est continue dans la matrice entière^ Par conséquent, une ré- 71 18321 20 2096585 sistance multidirectionnelle peut Être donnée à un matériau composite en alignant les fibres dans les diverses directions, c'est à dire au hasard. Bien que les matériaux les plus forts connus jusqu'à présent soient les moustaches monocristallines, il n'a pas été possible d'obtenir commercialement des matériaux compo-5 sites renforcés aux moustaches convenables pour des structures pratiques. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins, les caractéristiques principales de l'invention appliquées à un mode de réalisation préférée de celle-eci, il est évident que l'hommede l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détails qu'il juge utiles sans pour autant 10 sofcir du cadre de ladite invention. 71 13321 21 2096585 REVENDICATIONS 1.- Matériau composite comprenant une matrice dans laquelle se trouvent des inclusions, caractérisé en ce que les dites inclusions comprennent un matériau 5 polycristallin dont la valeur limite de la contrainte normalisée est plus grande que la valeur limite de la contrainte normalisée du même matériau en masse. 2.- Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel ladite valeur limite de la contrainte normalisée dudit matériau polycristallin est comprise -3 -2 1q entre 10 et B x 10 3.- Matériau composite selon la revendication 1 dans lequel ladite valeur limite de la contrainte normalisée dudit matériau polycristallin est supérieure à 2 x 10 2. 15 4.- Matériau composite selon la revendication 1, dans lequel ladite valeur limite de la contrainte normalisée dudit matériau polycristallin est égale à la valeur théorique de la contrainte Dormalisée dudit matériau. 20 5.- Matériau composite selon la revendication 1, dans lequel ladite valeur limite de la contrainte normalisée dudit matériau polycristallin est égale à la valeur limite de la contrainte normalisée des moustaches monocristallines obtenu à partir du même matériau. 25 6.- Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 dans lequel ledit matériau polycristallin est sous forme de film. 7.- Mtetériau composite selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 dans lequel les dites inclusions de matériau polycristallin ont une for- 30 me géométrique bien déterminée. B.- Matériau composite selon la revendication 7 dans lequel ladite forme géométrique bien déterminée est choisie dans le groupe consistant en plaque, fil ou flocon. 35 9.- Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 dans lequel les dites inclusions sont sous forme de films polycristallins disposés sur des substrats. 40 10.- tfatériau composite selon la revendication 9 dans lequel les dits films 71 18321 22 209658$ polycristallins sont en nickel disposés sur des substrats en or. 11.- Matériau composite selon la revendication 10 dans lequel ladite matrice est un métal ou un polymère. 12.- Matériau composite selon la revendication 11 dans lequel ledit métal composant la matrice est de l'aluminium. 13.- Matériau composite selon la revendication 11 dans lequel ledit polymère composant la matrice est une résine époxyde. 14.- Matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit matériau polycristallin a une taille de grain inférieure à 5.000 A. 15.- Matériau composite selon la revendication 14 dans lequel ledit matériau polycristallin a une taille de grain comprise entre 100 A et 5.000 A. 16.- Matériau composite selon l'une quelconque des revendications de 9 à 15 dans lequel les dits films polycristallins sont soumis normalement à des contraintes internes de tension. 17.- Matériau composite selon l'une quelconque des revendications de 9 à 15 dans lequel les dits films polycristallins sont soumis normalement à des contraintes internes de compression. 18.- Procédé de fabrication d'un matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes: - on fabrique les inclusions à partir d'un matériau polycristallin - on élabore une matrice - et on disperse les dites inclusions dans ladite matrice. 19.- Procédé selon la revendication 18 dans lequel l'étape de fabrication des dites inclusions comprend le dépôt de films polycristallins sur des substrats. 20.- Procédé selon la revendication 19 dans lequel ledit dépôt des films polycristallins sur des substrats s'effectue par placage électrolytique.