Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Comportement mécanique du compact massif
1.4. Synthèse
Le module d’élasticité des meules dépend du taux de porosité, de l’épaisseur et du nombre de
ponts de verre, de la mouillabilité du verre et de la cohésion entre les grains abrasifs et le verre. Un
taux de porosité plus important va conduire a un module d’élasticité plus faible. Si les autres
paramètres sont constants (interaction grains/verre, mouillabilité et viscosité), il apparaît une relation
linéaire entre la densité des meules et leur module d’élasticité comme le montre la Figure 4-11. La
diminution du volume de la phase vitreuse entraîne une diminution du nombre de ponts de liant
vitreux et/ou de leur épaisseur, ce qui provoque une diminution de la cohésion de l’empilement. En
plus de ces paramètres liés à la structure de meule, les propriétés du verre ont une influence marquée
sur le module d’élasticité. La diminution de la viscosité du verre permet d’augmenter la cohésion entre
les grains et le verre car le verre peut pénétrer dans les rugosités du grain. Une plus faible mouillabilité
du verre avec l’abrasif, comme c’est le cas avec l’AlON, entraîne une valeur de module plus faible.
Les valeurs de ténacité des meules sont liées aux mêmes paramètres que le module d’élasticité.
L’augmentation du taux de porosité et la diminution de l’épaisseur et du nombre de ponts de verre
permettent à la fissure de se propager plus facilement. Lorsque la viscosité augmente, les défauts à
l’interface sont de taille plus élevée, l’énergie pour fissurer ces ponts est plus faible. L’observation des
faciès de rupture confirme cette hypothèse (cf. Figure 4-13). La ténacité des meules est également
affectée par les phénomènes se produisant à l’interface ou encore par la fissuration des grains. Les
contraintes résiduelles ont une influence notable sur la ténacité des meules d’alumine. Lorsque le verre
est en compression la ténacité des meules est élevée car la fissure se propage dans les grains. Lorsque
le verre est en traction, la ténacité des meules est plus faible et la fissure se propage dans les ponts de
verre.
Particularités de l’AlON. Les meules d’AlON présentent deux particularités principales : un
module d’élasticité plus faible du fait d’une moins bonne mouillabilité et d’une fragilisation des
meules du fait de l’oxydation de cet AlON. La différence de module entre les meules d’alumine est
plus marquée qu’avec les meules d’AlON avec le liant C2 qu’avec le liant C1. La mouillabilité
semblait un peu plus faible avec le liant C2 (renvoi) qu’avec le liant C1 en particulier aux plus basses
températures (1000°C-1100°C). L’oxydation de l’AlON provoque la fragilisation des meules c’est à
dire une plus faible ténacité des meules. Cette fragilisation est la combinaison de trois phénomènes :
• Fissuration des grains
• Fragilisation de l’interface due au départ d’azote
• Diminution de la taille des ponts de verre due à l’augmentation de volume des grains
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
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© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés