Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Comportement mécanique du compact massif
Module G'' (GPa)
4
1,2
4
1
3
3
0,8
2
0,6
2
0,4
1
1
0,2
0
0
550 650 750 850
Température (°C)
a) Al 2 O 3 + C1, Telab=1300°C
tan ()
Module G'' (GPa)
4
3
1,2
1
0,8
2
0,6
1
0,4
0,2
0
0
550 650 750 850
Température (°C)
b) AlON+ C1, Telab=1300°C
tan ()
Figure 4-41 : Comparaison de l’évolution de G’, G’’ et tan () avec la température, 0,1Hz
2.4.3. Modélisation et distance intergrains
Notre autre hypothèse est que l’oxydation provoque une diminution de la distance entre les grains
soit du fait de la variation de volume équivalent (transition ’ ’) ou de la fissuration des grains
(croissance des grains d’alumine ). La modélisation permet d’évaluer la variation de distance
nécessaire pour augmenter autant la raideur. A 1000°C, la raideur expérimentale et celle issue de la
modélisation donnent une bonne adéquation pour une distance initiale entre les grains de 0,5 µm
(Tableau 4-10). Pour expliquer cette forte augmentation de raideur entre 1000°C et 1100°C, la
distance entre les grains doit varier de 0,5 µm à 0,09 µm. Cette variation de distance correspond à une
variation de volume (en supposant les grains sphériques) de 0,53%. Cette faible augmentation de
volume est fortement probable à 1100°C. L’augmentation de raideur et de contrainte maximale entre
1000°C et 1100°C provient de l’oxydation de l’AlON et plus précisément de son augmentation de
volume.
Température R (µm) V (m 3 ) D (µm) N/m) (Pa.s)
1000°C 115 2,8 10 13 variable 105 0,363 1,5 10 5
1100°C 115 2,8 10 13 variable 108 0,362 1,3 10 4
Tableau 4-10 : Paramètres d’entrée pour la comparaison des force capillaires et visqueuse
Lorsque la température augmente davantage, l’alumine apparaît. Elle entraîne une plus forte
augmentation de volume mais aussi la fissuration des grains. La diminution de la raideur s’explique
par la diminution de la viscosité, qui ne peut plus être compensée par l’augmentation de volume des
grains. L’autre hypothèse est que la fissuration des grains entraîne une fragilisation du squelette.
2.5. Discussion
Les paramètres étudiés (oxydation de l’AlON, taille des grains, viscosité) sur le comportement
mécanique des meules à chaud ont une influence différente par rapport à celle sur le comportement
mécanique à froid. A haute température la raideur de l’éprouvette dépend des forces visqueuses
s’exerçant entre les grains. La viscosité, la cohésion entre les grains et le verre et surtout la distance
entre les grains ont une influence importante sur la raideur des éprouvettes et leur mode
d’endommagement. Nous avons pu ainsi démontrer que l’oxydation de l’AlON et la diminution de la
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
184
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés