Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 1
Figure 1-3 : Rôle du rapport K 2 O/CaO sur la contrainte à la rupture [9]
En outre, les contraintes résiduelles peuvent influencer la résistance mécanique des meules ; ce
problème est particulièrement important avec les grains cBN du fait de leur faible coefficient de
dilatation. Li et al. [17] ont montré que la résistance mécanique des meules était très dépendante de la
différence entre les coefficients de dilatation du verre et des grains cBN. Plus la différence est élevée,
plus la contrainte à la rupture est faible. Yang et al. [18] ont étudié l’effet de la composition du liant (
Al 2 O 3 -B 2 O 3 -Na 2 O-CaO-SiO 2 ) sur le coefficient de dilatation et le point de ramollissement du verre. Ils
ont ensuite mesuré la contrainte à la rupture des meules cBN élaborées à partir des différents liants et à
différentes températures de cuisson (800-1000°C). Ils ont ainsi mis en évidence que l’ajout de CaO ou
de Na 2 O diminue fortement les propriétés mécaniques des meules du fait de l’augmentation du
coefficient de dilatation du verre et donc favorise la création de fissures lors du refroidissement.
L’ajout de B 2 O 3 a tendance à légèrement diminuer le coefficient de dilatation et à diminuer le point de
ramollissement ce qui permet d’obtenir de bonnes propriétés mécaniques. L’ajout d’Al 2 O 3 a peu
d’effet sur le point de ramollissement et augmente légèrement le coefficient de dilatation. Malgré tout,
la résistance mécanique des meules augmente si on augmente le pourcentage d’Al 2 O 3 . Yang et al.
attribuent cette augmentation au renforcement du verre lui-même du fait de la formation de tétraèdre
[AlO 4 ] avec les ions oxygène non pontants. De manière générale, ces résultats suggèrent qu’il est plus
important de contrôler le coefficient de dilatation du verre que son point de ramollissement pour
obtenir une résistance mécanique élevée des meules cBN. Ils proposent d’affecter pour les différents
oxydes, un facteur pour leur contribution relative aux valeurs du coefficient de dilatation et du point de
ramollissement des verres (cf. Tableau 1-1).
Tableau 1-1 : Poids de différents oxydes sur les propriétés physiques d’un verre [18]
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
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