Brevet FR2276913A1 — publié le 19760130

La présente invention a pour objet un procédé d'enrobage de matériaux à base carbone et présentant un réseau de porosités ouvertes et intercommunicantes comme par exemple un feutre de carbone. parmi les procédés d'enrobage connus et mis en oeuvre industriellement, ceux qui sont les plus utilisés sont les procédés dits par imprégnation liquide ou infiltration par voie gazeuse. L'imprégnation liquide consiste à injecter dans le matériau poreux, en général sous pression après mise sous vide pour élimier les gaz occlus, une résine qui est ensuite successivement polymérisée et pyrolysée. Par suite du faible rendement volumique en coke des résines utilisables, une seule opération ne permet pas de combler intégralement les porosités initiales et on doit donc répéter plusieurs fois le cycle imprégnationpolymérisation-pyrolyse pour tenter d'atteindre la saturation. Toutefois, dans ce procédé, la pyrolyse s'accompagne d'un retrait volumique de l'ordre de 50 % de la résine, ce qui entraine des fissurations au sein de l'enrobage et par la suite, une décohésion entre l'enrobage et le matériau de support. Ces défauts sont d'autant plus importants et localisés que les porosités initiales du matériau de support sont grosses. Pour remédier à cela, on a proposé de charger la résine avec le maximum possible de carbone pulvérulent. Mais alors, on est très vite limité par l'épaississement du mélange ainsi réalisé et on peut craindre des risques de séparation des fillers par filtration à travers le matériau de support lors de 1 'impré- gnation. L*infiltration gazeuse consiste à combler progressivement les porosités d'un matériau poreux par le dépôt sur les parois desdites porosités d'une succession de minces couches de carbone provenant de la pyrolyse d'un hydrocarbure gazeux. Toutefois, ce procédé a pour effet de provoquer la fermeture prématurée des grosses porosités ne présentant que des accès de faible section. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités et de proposer un procédé d'enrobage qui combine les avantages des deux procédés décrits ci-dessus et qui consiste à réaliser une infiltration par voie liquide. A cet effet, il est caractérisé en ce qu'il consiste à combler progressivement les porosités du matériau poreux par le dépit sur les parois desdites porosités d'une succession de minces couches de carboné provenant de la pyrolyse d'une résine liquide. Selon une autre caractéristique, le dépt des minces couches sur les parois des porosités est obtenu par immersion du matériau poreux dans une résine liquide ou une solution de résine, de basse viscosité, par essorage pour obtenir un film de vernis sur lesdites parois, par polymérisation puis pyrolyse du film déposé. Selon une autre caractéristique, la résine est une résine phénolique ou une résine furanique éventuellement chargées de carbone pulvérulent. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le composite carbone-carbone ainsi réalisé, peut être soumis à des traitements thermiques très élevés. D'autres avantages et caractéristiques apparattront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indicatif mais non limitatif. Le procédé selon l'invention qui est une combinaison des deux procédés rappelés en préambule, est une infiltration liquide et consiste à combler progressivement les porosités du matériau poreux par des dépits successifs de minces couches de coke par exemple, les dites couches étant obtenues en trois opérations séquentielles. En premier lieu, on réalise une imprégnation du matériau à enrober en le trempant dans une résine de basse viscosité telle qu'une résine phénolique ou mieux encore une résine furanique éventuellement chargées en carbone pulvérulent, tel que du graphite colloïdal. Puis, on procède à un essorage, c'est-à-dire qu'on élimine le surplus de résine de façon à ne laisser qu'un mince film de résine sur les parois des porosités afin d'éviter un comblement prématuré desdites porosités. L'essorage terminé, on sèche le matériau, puis on lui fait subir d'abord une polymérisation puis ensuite une pyrolyse. A la fin de la pyrolyse qui termine un cycle d'opérations, on peut réaliser un traitement à très haute température pour obtenir une graphitation du coke pyrolysé, puis on répètre le cycle jusqu'à la saturation des porosités. Du fait que l'épaisseur de chaque mince couche de résine déposée à chaque cycle est très faible, on conçoit que les traitements thermiques réalisés au cours de la troisième série d'opérations peuvent entre très rapides et, par conséquent, obtenir un enrobage de matériau poreux dans des temps comparables aux autres procédés connus. I1 va de soi que le matériau poreux peut entre enrobé selon le procédé de l'invention quel que soit le traitement préalable qu'il aura subi avant 1 'enrobage, à la condition bien sflr que ledit matériau présente des porosités ouvertes et intercommunicantes au moment dudit enrobage. La présente invention n'est pas limitée au procédé décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Procédé d'enrobage de matériaux à base carbone et présentant un réseau de porosités ouvertes et intercommunicantes, caractérisé en ce que l'enrobage est réalisé par infiltration par voie liquide consistant à combler progressivement les porosités ouvertes du matériau poreux par le dépôt sur les parois desdites porosités d'une succession de minces couches d'un matériau provenant de la pyrolyse d'une résine liquide. 2) Procédé d'enrobage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dépit des minces couches sur les parois des porosités est obtenu par immersion du matériau poreux dans une résine liquide ou une solution de résine, de basse viscosité, par essorage pour obtenir un film de vernis sur lesdites parois, par polymérisation puis pyrolyse du film déposé. 3) Procédé d'enrobage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résine est une résine phénolique. 4) Procédé d'enrobage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résine est une résine furanique. 5) Procédé d'enrobage selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la résine est chargée par du carbone pulvérulent et, notamment, par du graphite colloidal.