Apport des techniques sclérométriques à la caractérisation des ...

PREMIER CHAPiTRE: ANALYSEDUCOMPORTFMENTDESMATÉRL4UxSOUMJSA UNE SOLLICITA TIONABRASThGates et coil. (1989) [72] ont observé la présence d'un film d'alumine ensurface, dans lequel on peut identifier des traces de groupements (OH), et quipeut s'écouler plastiquement. Lorsque l'alumine subit une sollicitationthenrnque et/ou mécanique, elle peut changer de phase et par exemple fbrxnerun film d'alumine delta en surface lors d'un frottement suffisammenténergétique. La fonnation d'un tel film est très influencé par l'environnementdu système tribologique (atmosphère, lubrifiant) Andersson et coli. (1993)[73] et Hah (1995) [74].II est intéressant de noter que l'eau s'adsorbe facilement à la surface del'alumine et rentre véritablement dans la structure des couches surfaciques. Lerésultat est une phase amorphe ou gélatineuse, comme il a été observé avec laboehmite que Gates et coil. (1989) [72] ont appelée pseudo-boehmite. Cescouches peuvent avoir un comportement très particulier; leur structurematricielle possède notanunent une faible résistance en cisaillement.B.3.e.Propriétés tribologiquesDans le cas d'un contact frottant, deux types de fractures ont étéprincipalement considérées (Lawn et coil. (1977) [41f). Ces fracturescorrespondent aux fractures latérales et aux fractures médianes beaucoup plusétudiées dans le cas d'une indentation normale. Récemment, Bushan et coli.(1995) [74] et Ruff et coil. (1969) [75] ont étudié le comportement del'alumine polycristalline en sclérométrie et ont pu détenniner des chargescritiques d'écaillage.Buckley (1967) [57] a étudié les céramiques de différentes natures enfrottement. II a travaillé sur des monocristaux et des polycristaux, avec dessurfaces antagonistes différentes, afin d'analyser les effets de lacristallographie et de la physique des surfaces sur les caractéristiques dufrottement et les mécanismes de défonnation. Des expériences, réalisées avecune géométrie de type bille /plan, montrent une importante anisotropie defrottement des monocristaux. Ces mêmes essais, réalisés sous vide et à l'air,montrent une influence des couches adsorbées à la surface de ces matériaux.Le coefficient de frottement des monocristaux oscille ainsi entre deux extremacorrespondant à deux directions cristallographiques particulières, et lecoefficient de frottement des polycristaux se situe entre ces deux valeursextrêmes.Gates et coil. (1989) [72] ont décrit les interactions de l'alumine dans sesdifférentes formes cristallines, avec l'eau dans des conditions de températureet de frottement. II mentionne à ce propos qu'en 1989, les résultats concernantces interactions et le comportement tribologique général des alumines étaientencore peu nombreux.Hines et coiL (1977) [64] ont observé une réduction de l'usure d'un ordrede grandeur lorsque le frottement était lubrifié avec de l'eau, alors queAPPORTDES TECHNIQUES SCLÉROMÉTRJQUESÀ LA CARA CrERISA now DES PROPRIfrIES MÉCANIQUES DESSURFA CES page 28