Qu’est-ce qu’une fibre métallique ?
Les fibres métalliques sont de fines fibres de métal.
Les fibres métalliques sont fabriquées dans une large gamme de diamètres, allant de moins de 10 µm à environ 200 µm. Elles peuvent être fabriquées principalement par des méthodes d’étirage, de filage par fusion et de coupe. Récemment, de nouvelles techniques de fabrication ont été mises au point, telles que les méthodes de dépôt en phase vapeur (CVD).
Les fils d’or et d’argent sont utilisés à des fins décoratives depuis l’Antiquité. Aujourd’hui, le développement des matériaux composites a conduit à s’intéresser davantage aux matériaux fibreux, et divers types de fibres métalliques sont produits, notamment à partir d’acier inoxydable, d’aluminium, de fer, de nickel, de cuivre, de tungstène, de molybdène et de béryllium.
Utilisations des fibres métalliques
Les fibres métalliques sont principalement utilisées dans des domaines spéciaux tels que les composites, le renforcement, la filtration et l’élimination de l’électricité statique. De plus, les fibres d’acier inoxydable, un type de fibres métalliques, sont parfois mélangées à des textiles et autres tissus à des fins antistatiques. L’or et l’argent peuvent par ailleurs, être utilisés à des fins décoratives, tandis que le fer peut être utilisé sous forme de coton pour le polissage.
Les fibres métalliques sont aussi utilisées comme composites renforcés de fibres dans des matériaux familiers tels que les cannes à pêche et les renforts d’arbres de golf. On les retrouve dans divers filtres en raison de leur excellente résistance à la rouille et de leur durabilité. Enfin, les propriétés conductrices des fibres métalliques peuvent également être utilisées comme éléments de blindage électromagnétique.
Les fibres métalliques ne sont pas souvent utilisées dans les vêtements en raison de leur dureté et du risque d’irritation de la peau. Toutefois, elles peuvent être utilisées dans certains compléments et baleine de soutien-gorge.
Principe des fibres métalliques
1. Méthode de pultrusion
La méthode de pultrusion, l’une des méthodes utilisées pour produire des fibres métalliques, consiste à étirer des fils métalliques à travers une filière. Les fibres métalliques sont formées en couches minces par étirement répété tout en remplaçant progressivement la filière par une plus petite au fur et à mesure que le fil métallique y passe.
2. Méthode de filage par fusion
Dans la méthode de filage par fusion, le métal est fondu puis extrudé à travers une buse pour former le métal en fibres.
3. Méthode de coupe
Dans la “méthode de coupe”, une fine feuille de métal est enroulée autour de la broche d’un dispositif de coupe et les bords de la feuille sont coupés pour produire des fibres métalliques.
Types de fibres métalliques
Les fibres métalliques sont distribuées sous diverses formes, en fonction de l’usage auquel elles sont destinées. En particulier, il existe plusieurs états, tels que le “câble”, qui est un faisceau de fibres métalliques, la “nappe”, qui ressemble à du coton, la “nappe aiguilletée”, dans laquelle la nappe est transformée en feuille, et les “produits frittés”, dans lesquels la nappe est frittée en un corps poreux.
Les produits frittés présentent une excellente perméabilité, une résistance élevée à la chaleur et à la corrosion. Il existe également des pastilles et des granulés de polymères constitués de fibres polymères. Les faisceaux de fibres sont collés ensemble par encollage et un revêtement d’extrusion compatible est appliqué. Comme pour les fibres textiles conventionnelles, il est également possible de produire des tissus non tissés et des feutres à partir de fibres métalliques. Les faisceaux de fibres d’acier inoxydable sans fin peuvent être transformés en fils au cours du processus de filage. Elles peuvent être utilisées comme fibres de renforcement dans les matériaux composites pour améliorer leur résistance aux chocs et leur conductivité électrique.
Comment choisir les fibres métalliques ?
Les fibres métalliques se caractérisent par une conductivité électrique et thermique élevée. Elles sont tenaces, faciles à étirer et difficiles à casser. De plus, leur grande solidité et leur résistance à la chaleur en font des fibres adaptées aux applications des matériaux industriels.
En revanche, par rapport aux fibres utilisées pour l’habillement en général, les fibres métalliques sont plus dures et donc moins adaptées aux applications où elles entrent en contact direct avec la peau. Les fibres métalliques sont également sujettes à des problèmes tels que la fatigue du métal et la réduction de la résistance lorsqu’elles sont pliées de manière répétée.
Structure des fibres métalliques
La technique la plus utilisée dans la fabrication des fibres métalliques est le tréfilage focalisé. Elle consiste à regrouper des milliers de filaments dans un état appelé fil composite et à les tirer à travers un moule. En dissolvant les tubes recouverts dans de l’acide, on obtient les fibres longues métalliques correspondantes. Le processus est répété jusqu’à ce que le fil composite atteigne la finesse souhaitée pour chaque fibre.
La méthode du tréfilage ciblé permet de produire des faisceaux de fibres longues de plusieurs milliers de mètres. La section transversale des fibres est octogonale et les perfectionnements de la technologie permettent d’obtenir des fibres homogènes avec de faibles variations d’épaisseur. Depuis peu, il est possible de produire des fibres d’une finesse de 200 nm ou moins.