Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

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Caractérisation du compact massif et de ses constituants 1.3. Compaction des poudres La dernière étape de la mise en forme des meules, après le malaxage des poudres, consiste à presser les poudres pour obtenir une meule ayant la densité voulue. Pour bien comprendre les propriétés des grains sur la structure de la meule, nous avons choisi d’étudier les propriétés de compaction des poudres. 1.3.1. Influence du verre et du glucose sur la compaction Décrivons le comportement général des grains abrasifs seuls à l’aide de la Figure 3-5 qui montre une courbe de compaction pour l’échantillon F320 (d 50 =37 µm). On note deux stades dans le mécanisme de compaction de ces poudres. La transition entre ces deux stades intervient à valeur de contrainte d’environ 30 MPa. Cette transition entre les deux stades n’est pas franche ce qui montre que deux mécanismes se produisent conjointement dans une gamme de contrainte. Le premier stade correspond au réarrangement des particules. La pente m reflète la propension au réarrangement de la poudre, appelée compressibilité. Durant ce stade, on passe d’un empilement lâche à un empilement plus compact par les mouvements de grains qui viennent combler les interstices (densité proche de la densité tassée). Le deuxième stade se caractérise par une forte augmentation de la densité relative. L’hypothèse est qu’à partir de ce stade, les grains se fracturent et il y a alors à nouveau un réarrangement des grains. 60 55 Densité relative (%) 50 45 40 Pente m Limite entre les stades 35 Stade 1 Stade 2 30 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 Contrainte (MPa) Figure 3-5 : Mécanismes de compaction des poudres (F320, d 50 =37 µm, grains abrasifs seuls, Al 2 O 3 ) La Figure 3-6 permet de comparer les grains abrasifs F80 (d 50 =230 µm) et F320 (d 50 =37 µm) avant et après un essai de compaction ( max = 140 MPa). Avant les essais de compaction, la distribution est monomodale comme l’avait montré l’analyse granulométrique. Après compaction, on observe de nombreux éclats de grains abrasifs ce qui confirme que le deuxième stade observé sur les courbes de compaction provient de la fracturation des grains et du réarrangement de ces particules. Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf 90 © [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
Chapitre 3 a) F80 (d 50 =230 µm), avant compaction b) F80 (d 50 =230 µm), après compaction c) F320 (d 50 =37 µm), avant compaction d) F320 (d 50 =37 µm), après compaction Figure 3-6 : Observation des grains abrasifs avant et après compaction (Al 2 O 3 ) Revenons maintenant sur l’influence de l’ajout du verre et du glucose sur les propriétés de compaction. La Figure 3-7 et la Figure 3-8 montrent les courbes de compaction de l’abrasif seul (A), du mélange abrasif et poudre de verre (A+V), et du mélange abrasif, poudre de verre et glucose (A+V+G) pour deux granulométries différentes. Ces courbes sont très riches en information et permettent de discuter de trois points différents : influence de l’ajout du verre, influence de l’ajout du glucose et influence du diamètre médian des poudres. 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 91
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SIGLE ECOLE DOCTORALE NOM ET COORDO
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