Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 1
granules. Le troisième stade correspond aux réarrangements des particules. La transition entre les
différents stades de compaction ne se produit pas uniformément dans le compact car la pression n’est
pas distribuée uniformément dans celui-ci.
Densité relative
du compact (%)
1 2
3
m
P Y
Log Pression (MPa)
Figure 1-14 : Evolution de la masse volumique en fonction de la pression de compaction
Regardons maintenant l’influence de la granulométrie sur le processus de compaction. Reed [44]
précise qu’une bonne coulabilité est nécessaire pour obtenir une densité de remplissage uniforme, une
bonne reproductibilité de la quantité de poudre introduite dans le moule. Ces paramètres sont
importants au niveau du procédé industriel. Il précise que si la densité vrac de la poudre est élevée, la
compaction sera d’autant plus facile. La densité du compact à une pression donnée dépend d’ailleurs
de cette densité vrac pendant le stade 2 :
Pression appliquée
Dcompact
Dvrac
mlog
(1.5)
Pression limite
Taruta et al. [54] ont étudié l’influence de la taille des particules sur les propriétés de compaction
de poudres d’alumines bimodales. Ils montrent que les densités relatives du compact (compacté par
CIP à 98 MPa) sont en accord avec le modèle de Furnas, c’est à dire qu’une quantité optimale de
poudre permet d’obtenir une densité relative maximale. La compaction dépend donc de l’empilement
initial des poudres et la densité relative maximale peut être prédite par le modèle de Furnas. Zheng et
al. en 1995 [55] a étudié l’influence de la distribution granulométrique sur la densité du compact de
poudres d’alumine. Il montre que la densité du compact dépend à la fois du diamètre médian et de la
dispersion granulométrique. Konokawa et Ishizaki [56] ont étudié l’effet de la dispersion
granulométrique sur les densités relatives par simulation numérique. Ils ont montré que pour des
distributions log-normale de particules, la densité relative augmente lorsque l’écart type augmente
jusqu’à une valeur de 1,7 (cf. Figure 1-15). Les plus petites particules peuvent bouger et remplir les
interstices laissés par les plus grosses particules. Pour une déviation standard plus élevée, des
particules empêchent le mouvement des plus petites particules dans les interstices, ce qui a pour
conséquence une légère diminution de la densité relative. Cette conclusion provient de l’étude de la
variation du nombre de coordination avec l’augmentation de l’écart type de la distribution. En
particulier, ils ont montré que, jusqu’à un écart type de 1,7, le nombre de coordination maximal
augmente. Si l’écart type est plus élevé, le nombre de coordination maximale se stabilise ce qui montre
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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