Développement d'une liaison entre une briquette en composite carbone/carbone et une structure de refroidisseur en cuivre

Bonding developpement between a tile made of carbon fibre composite and a copper cooling structure

Association EURATOM-CEA, DSM/DRFC/SIPP, CEA Cadarache 13108 St Paul lez Durance Cedex, France

Auteur de correspondance : jacques.schlosser@cea.fr

Reçu : 2 Juillet 2004
Accepté : 5 Novembre 2004

Résumé

La liaison entre une tuile en composite carbone/carbone (CFC) et un substrat métallique est du même type qu'une liaison céramique/métal. Elle est difficile à réaliser du fait des différences de dilatation entre les matériaux ce qui induit des contraintes internes très importantes. Pourtant dans la machine de fusion contrôlée Tore Supra (CEA Cadarache, 13108 St Paul Lez Durance, France) ce type de liaison, développée avec succès depuis de nombreuses années, a permis d'aboutir à la fabrication d'un limiteur toroïdal de 7,6 m², ce qui représente la réalisation de jonctions CFC/métal de plus de 12 000 tuiles. Le procédé utilisé consiste en une structuration géométrique de la surface de CFC à joindre, par un traitement laser, ce qui permet un bon accrochage mécanique de la tuile avec la brasure ou le métal fondu.

Abstract

The bond between a tile made of carbon fibre composite (CFC) and a metallic heat sink is similar to a ceramic/metal bond. It is difficult to perform due to the mismatch between the material expansions, which create high internal stresses. However in the Tore Supra controlled fusion machine (CEA Cadarache, 13108 St Paul Lez Durance, France), this kind of bond, in development since many years, has allowed a 7.6 m² toroidal limiter to be achieved, which led to perform CFC/metal bonds for more than 12 000 tiles. The used process consists of a geometrical structuring of the CFC surface to be joined, using a laser treatment, which allows a good mechanical coupling of the tile to the brazing material or cast metal.