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Canne en carbone.. graphite ou...diamant..??
1/Le carbone pur est un élément chimique
non-métallique (symbole C), de numéro atomique 6, de masse atomique 12,01, appartenant
au groupe 14 de la classification de Mendeleev, de valence 4.,combustible et réducteur,
et ce corps simple existe dans la nature à l'état solide sous deux formes cristallines
: le graphite, et le diamant
1/Le graphite,
Le graphite, de structure cristalline hexagonale et
de couleur grise, est de loin la forme la plus courante dans les conditions
de pression normales, où chaque atome est lié à trois autres dans une couche
d'anneaux hexagonaux fusionnés. Le graphite qui conduit l'électricité.est mou
comme la mine des crayons (graphein=écrire) qu'il constitue car les liaisons
chimiques entre les plans sont faibles et les couches glissent facilement les
unes par rapport aux autres. 2/Le diamant
Le diamant, de structure cristalline tétraédrique est de couleur transparente et représente le carbone qui a cristallise au cours des millénaires sous les énormes pressions des phénomènes naturels dans un système cubique dans lequel chaque atome est lié à quatre autres . Le diamant, grâce à la résistance des liaisons carbone-carbone, est, avec le nitrure de bore, la matière la plus dure à rayer *********** Le diamant et le graphite sont donc formés à partir des mêmes atomes, mais en des structures différentes
Alors, à votre avis, votre canne dite "en carbone" est une grosse mine de crayon...ou une barre de diamant ??.Ni l'un ni l'autre bien sûr....mais elle est consituée à partir d'une très grosse majorité de d'atomes de carbone....sous la forme de
2/La fibre de carbone La fibre de carbone est un matériau composé à au moins de 90 % de carbone, environ 8 % d'azote, 1 % d'oxygène et moins de 1 % d'hydrogène. Ces fibres sont extrêmement fines, de 5 à 15 micromètres de diamètre (5 fois plus mince qu'un cheveu.) , et composées principalement d'atomes de carbone. Ceux-ci sont agglomérés dans des cristaux microscopiques qui sont alignés plus ou moins parallèlement à l'axe long de la fibre. L'alignement des cristaux rend la fibre extrêmement résistante pour sa taille. .Plusieurs milliers de fibres de carbone sont enroulées ensemble pour former un fil, qui peut être employé tel quel ou tissé. Les fibres de carbone sont caractérisées par leur faible densité (1,7 à 1,9), leur résistance élevée à la traction et à la compression, leur flexibilité, elles sont donc légères solides et souples :Elles
sont fabriquées à partir de précurseurs chimiques (fibres synthétiques, brai de
charbon ou de pétrole). La plus grande partie de la production est réalisée à
partir de fil de polyacrylonitrile(PAN), un polymère très cohésif qui fait
partie de la famille des acryliques : (CH2-CH-CN)n, 1/Oxydation des fibres de PAN pendant une à deux heures, à l'air et à une température de deux cents à trois cents degrés. 2/Carbonisation sous un atmosphère de diazote, à une chaleur de mille à mille cinq cents degrés pendant seulement quelques minutes, et la fibre de carbone de haute résistance (HR)est constituée avec 90% de carbone 3/Une graphitisation complémentaire éventuelle qui nécessite une température de deux milles à troid mille degrés pour une durée d'environ une minute, aboutit à un matériau de haut module (HM), la fibre de graphite, composé à 99 % de carbone, ce qui la rend considérablement plus malléable, mais aussi moins résistante que la fibre de carbone HR 4/Afin de faciliter la liaison future des fibres avec leur matrice, un traitement d'oxydation de surface, généralement électrolytique, est réalisé. 5/. Ensimage Les renforts destinées à la fabrication des composites reçoivent un ensimage. L'ensimage est une dispersion aqueuse spécifique comportant un agent collant, un agent pontant et des agents antistatiques, permettant d'assurer différents rôles : - compatibilité de la liaison fibre - matrice ; - cohésion interfilamentaire (raideur du fil) pour qu'il soit manipulable ; - protection contre l'abrasion générée par la mise en oeuvre (frottement contre pièces métalliques) ; - élimination des charges électrostatiques dues aux frottements ; - augmentation du mouillage de la fibre au cours de l'imprégnation. L'ensimage est spécifique pour une résine et un procédé donné.
3/Le "composite" Les cannes de nos grands pères étaient en bambou. Après quelques temps, les constructeurs de cannes ont développé des cannes en duralumin (alliage d'aluminium) plus rigides et plus légères, .Puis sont arrivées les cannes en fibres de verre, ce qui constituait une révolution d'un point de vue technologique, car la méthode de fabrication était totalement innovante! A la fin des années 70 sont apparues les cannes composites {verre-carbone}, suivies rapidement des cannes dont les fibres étaient toutes constituées a partir du carbone .Cela a démarré en 1961, lorsque la fibre a commencé à être fabriquée à partir de polyacrylonitrile (PAN) à Osaka, au Japon; ce fut le début des matériaux en fibre de carbone de « haute performance », avec la constatation que le tissu obtenu en tissant ces fibres représentait un élément constitutif formidable pour un matériau composite extrêmement léger et rigide, celui que nous connaissons aujourd’hui, .qui est apparu sur des cannes à pêche dès 1973! La canne en carbone est en fait constituée par un "composite " qui est une structure de plusieurs composants, 2 minimum, qui restent chimiquement séparés et distincts, et dont les propriétés mécaniques différentes vont se conjuguer. pour aboutir à un nouveau produit: le béton armé est par exemple un composite! Les composants peuvent être classés en deux catégories : renforcement et matrice. Le renforcement est une fibre robuste telle que la fibre de verre, le Kevlar ou, pour ce qui nous concerne aujourd'hui, la fibre de carbone qui donne au matériau sa résistance à la traction. Quant à la matrice elle est constituée de résine époxydique thermodurcissable, visqueuse qui se polymérise sous l'effet de la chaleur pour devenir solide. et agir comme un adhésif afin de lier les fibres ensemble. Elle aide également le matériau composite à résister à la dégradation par l’environnement. " Les carbones haut-module (Graphite HM) : induisent une grande rigidité, par un module de Young très élevé. Mais leur résistance est plus faibles que celle des carbones HR, on peut même qualifier leur comportement de fragile. Ils sont principalement utilisés pour la conception de cannes de compétition, car leurs caractéristiques sont idéales pour le pêcheur expérimenté, confronté à des pêches fines et techniques. " Les
carbones haute résistance (HR) ,introduisent une certaine
" souplesse " (le roseau plie mais ne rompt pas !!!). Ils sont surtout utilisés
pour la réalisation de cannes dites " à gros poissons " ou des cannes " carpes
" 4/Fabrication du blanck Comment passe
t'on d'un fil de carbone au blanck qui, habillé, aboutira à la canne??
on distingue 2 méthodes de fabrication : L'enroulement filamentaire (toutes les cannes sur lesquelles apparaissent des spirales ) Ce procédé a été initié en Europe par une société française Lerc et Garbolino Il consiste à tresser un ensemble de faisceaux de fil de carbone, préalablement imprégné dans de la résine, autour d'un mandrin , Après dégagement de la pièce du mandrin, on passe le tout à l'autoclave (atmosphère sous vide et mise à température pour favoriser la polymérisation de la résine). La trame réalisée par la machine lors de l'enroulement confère les caractéristiques mécaniques du blanck obtenu. Le mandrinage de produits semi-finis ( toutes les cannes d'aspect " lisse ") Par tissage de ces fils on obtient un produit semi-fini, un tissu appelé "nappe" dont le laser, commandé par un ordinateur, réalise la découpe, afin d'obtenir le patron le plus précis possible,ensuite imprégné de résine puis placé sur le mandrin, avant de passer à l'autoclave d'où sortira le blanck....! *************************************** Donc Cannes dite "graphite" = sont des canne "haut module" rigides mais fragiles, obtenues en fin de fabrication de la fibre par "graphitisation" sous haute température Cannes "carbone" = sont des cannes "HR" haute résistance plus souples avec possibilité de tous les compromis entre ces deux types de caractéristiques ****************
Il y aurait tellement d'autres choses à dire encore à propos de nos cannes...que le sujet semble infini....mais le but n'était ici que d' éclaircir cette expression de "canne carbone" qui , pour beaucoup, dont j'ai fait partie longtemps, restait assez opaque......et que j'espère plus claire désormais
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