Influence de la microstructure sur le comportement à la rupture et la résistance au choc thermique des matériaux carbones

par Benedicte Arnould-Allard

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Dominique Rouby.

Soutenue en 1990

à Villeurbanne,INSA .


  • Résumé

    Les matériaux carbones industriels sont constitues d'un agglomérat de grains et de liant. Les grains sont a base d'anthracite calcine ou de matériaux graphite; le liant est du brai de houille. Cuits a environ 1100#oc, ces produits sont ensuite employés comme revêtements dans les fours et hauts fourneaux et comme cathodes dans les cuves d'électrolyse de l'aluminium. Ils sont donc soumis à des sollicitations mécaniques et thermiques. L'objet de ce travail est l'étude des mécanismes d'endommagement sous contrainte mécanique et thermique, de ces matériaux. En particulier nous avons analyse l'effet de la microstructure sur la résistance à la propagation de fissures de divers produits. Le suivi de l'émission acoustique en cours d'essai de rupture a permis de préciser certaines influences des différentes phases de la microstructure, notamment en ce qui concerne la nature des grains et le taux d'anthracite. Ces analyses ont été complétées par des observations microscopiques des chemins de fissuration et des faciès de rupture. Nous avons pu ainsi dégager les caractéristiques schématiques de la microstructure de matériaux carbones présentant un faible et une forte résistance à la propagation de fissure. Par ailleurs, en vue de classer les matériaux en terme de résistance au choc thermique, nous avons mis au point un test base sur un impact laser tire au centre de disques. L'émission acoustique enregistrée pendant et après l'impact est associe à l'évolution et à la microfissuration des produits soumis à des températures de cuisson. Il ne se produit pas réellement d'endommagement du au choc thermique de cette méthode n'est donc pas satisfaisante. Une comparaison des matériaux par les différents critères théoriques de résistance au choc thermique est effectuée et il semble au vu des applications concernees qu'on doive rechercher une bonne résistance à l'endommagement sous choc thermique


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  • Détails : 197 p.
  • Annexes : 122 réf.

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