High-flux sublimation of a 3D carbon/carbon composite: surface roughness patterns
In: Carbon Carbon, Elsevier, 2021, 173, pp.817-831. ⟨10.1016/j.carbon.2020.11.023⟩ Carbon, 2021, 173, pp.817-831. ⟨10.1016/j.carbon.2020.11.023⟩; (2020-11-01)
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3D carbon-fibre reinforced carbon composites (3D C f / C ) are used as thermal protection systems for atmospheric re-entry, where they are exposed to strong ablation. Particularly, sublimation of the carbonaceous material plays an important role during the re entry. To study this, an arc image furnace under controlled Argon flow is used, with heat fluxes of 8 MWm−2 to 10 MWm−2. The furnace and the sample thermal response have been numerically simulated prior to the experiments and match in-situ temperature measurements. Scanning electron microscopy and 3D profilometry with digital optical microscopy were used in order to characterise the epi-macro-structural and the epi-micro-structural roughness of the composite surface, evidencing a faster recession of the fibres as compared to the matrix. Carbon nanotextures have been assessed by using High-Resolution Transmission Electron Microscopy and Polarised Light Optical Microscopy, showing that the matrix is more organised than the fibre. This can explain the “inverse” behaviour under sublimation as compared to oxidation. The results have been qualitatively interpreted using numerical simulation of differential surface recession.
| Titel: |
High-flux sublimation of a 3D carbon/carbon composite: surface roughness patterns
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| Autor/in / Beteiligte Person: | Levet, Cyril ; Gillard, Adrien P. ; Memes, Régis ; Couzi, Jacques ; Mathiaud, Julien ; Vignoles, Gerard L. ; Ducamp, Virginie ; Lachaud, Jean ; Weisbecker, Patrick ; Laboratoire des Composites Thermostructuraux (LCTS) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Snecma-SAFRAN group-Université de Bordeaux (UB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Institut de Mécanique et d'Ingénierie (I2M) ; Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Arts et Métiers Sciences et Technologies ; HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM) ; Centre d'études des systèmes et des technologies avancées (CESTA) ; Centre d'études scientifiques et techniques d'Aquitaine (CESTA) ; Direction des Applications Militaires (DAM) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ; Université de Bordeaux (UB)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Snecma-SAFRAN group-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM) |
| Link: | |
| Quelle: | Carbon Carbon, Elsevier, 2021, 173, pp.817-831. ⟨10.1016/j.carbon.2020.11.023⟩ Carbon, 2021, 173, pp.817-831. ⟨10.1016/j.carbon.2020.11.023⟩; (2020-11-01) |
| Veröffentlichung: | 2020 |
| Medientyp: | unknown |
| ISSN: | 0008-6223 (print) |
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| Sonstiges: |
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