Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

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Caractérisation du compact massif et de ses constituants L’autre origine d’un tel écart est que l’alumine est plus réactive avec le verre que l’AlON c’est à dire qu’il y a une dissolution plus importante entre le verre et l’alumine. C’est ce nous proposons d’étudier dans la prochaine partie (p.140). Lors des mesures de mouillabilité à froid, nous avons de plus constaté que de nombreuses bulles étaient présentes à l’interface entre l’AlON et les verres, alors qu’aucune bulle n’est présente entre l’alumine et les liants vitreux. Les bulles sont d’autant plus importantes que le température est élevée ce qui tend à montrer que l’oxydation de l’AlON est responsable de ce bullage. Par contre dans le cas de l’alumine, le liant vitreux est quasi-systématiquement fissuré alors qu’aucune fissure n’est visible avec l’AlON (fissures plus importantes à basse température et avec le liant C2). Ces fissures proviennent de la relaxation des contraintes résiduelles du verre. Enfin, ces différents essais ont été réalisés par trempe du couple support/verre fondu et cette méthode peut surestimer la valeur de l’angle de contact, en particulier lorsque la viscosité du liant est faible car la cinétique du mouillage est plus importante. C’est pourquoi nous avons réalisé des essais in situ. Ces essais ne sont pas exploitables à basse température car aucun palier de température n’a été réalisé mais ils permettent de connaître l’angle de contact à 1300°C. Par exemple dans le cas de l’alumine avec le liant C1, l’angle de contact mesuré est de 22° alors qu’il était de 26° avec les mesures à froid. Ce résultat permet de conclure que notre méthode de mesure par trempe de goutte est significative. 4.4. Interface et diffusion La diffusion d’éléments entre le verre et les grains abrasifs pourrait permettre d’expliquer les phénomènes de mouillabilité des liants vitreux avec les abrasifs. Avant d’aborder les résultats relatifs à la diffusion, nous nous proposons d’observer l’interface entre les grains et les verres. 4.4.1. Observation de l’interface entre les grains et les verres Nous avons choisi d’étudier l’influence de la température d’élaboration et du couple liant vitreux/abrasif sur l’interface entre les grains et les verres. Influence de la température d’élaboration. La Figure 3-51 permet de comparer l’interface entre l’alumine et le liant C1 pour des températures d’élaboration de 1100°C et 1300°C. A 1100°C, l’interface présente des pores ; le verre n’a pas pénétré dans toutes les rugosités de l’alumine. A 1300°C, l’interface est parfaitement cohésive ; le verre est assez fluide pour pénétrer dans toutes les rugosités. Etant donné que le liant C1 a une bonne mouillabilité avec l’alumine à ces températures, la viscosité du liant est sans doute le paramètre important pour obtenir une bonne cohésion entre les grains et le verre. Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf 138 © [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
Chapitre 3 a) Al 2 O 3 + C1, 1100°C b) Al 2 O 3 + C1, 1300°C Figure 3-51 : Influence de la température d’élaboration sur la cohésion grain/verre Influence du couple verre/abrasif. L’observation de la microstructure des différentes meules montre que le liant vitreux peut présenter de nombreuses bulles en fonction de la chimie du liant et de la chimie de l’abrasif. La Figure 3-52 présente plusieurs exemples de microstructure et il apparaît clairement que de nombreuses bulles peuvent être présentes. Le Tableau 3-14 rassemble l’appréciation qualitative de la quantité de bulles présentes dans le verre. Aucune bulle n’est présente dans le verre C2. Le verre C1 présente quelques bulles lorsqu’il est en contact avec l’alumine est davantage lorsqu’il est en contact avec l’AlON. Les liants C3 et D présentent de nombreuses bulles à l’interface avec l’alumine. Ces bulles sont encore plus nombreuses à l’interface avec l’AlON. Les liants M1 et M2 présentent les mêmes caractéristiques que les liants dont ils sont issus (C3 et D). Liant vitreux Température d’élaboration Alumine AlON C2 1100°C - - 1300°C - - C1 1100°C + ++ 1300°C + ++ C3 1250°C ++ +++ D 865°C ++ +++ M1 890°C ++ +++ M2 875°C ++ +++ Tableau 3-14 : Appréciation qualitative du phénomène de bullage à l’interface Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf © [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés 139
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