Alumine implantee : comportement tribologique et proprietes mecaniques des couches superficielles

par MIREILLE BAUER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Philippe Kapsa.

Soutenue en 1991

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .

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  • Résumé

    Les proprietes tribologiques des materiaux ceramiques peuvent etre ameliorees a l'aide de traitements de surface. L'implantation ionique permet d'obtenir, dans des conditions hors equilibre thermodynamique, une couche fine de composition determinee qui possede une excellente adherence au substrat. Notre etude porte sur les modifications du coefficient de frottement de l'alumine provoquees par l'implantation d'ions titane, niobium, fer, aluminium et xenon. Les tests sont effectues sur des tribometres pion/plan, mouvements alternatif et rotatif a temperature et atmosphere ambiantes. Ces conditions experimentales engendrent une usure douce de l'alumine. Une premiere partie est consacree au comportement en frottement et usure de l'alumine polycristalline brute et implantee. La seconde partie est consacree a l'alumine monocristalline implantee avec des ions niobium et titane a des doses superieures et inferieures au seuil d'amorphisation. Ce sont les situations modeles choisies pour aider a la comprehension des phenomenes tribologiques. Cette derniere partie inclut les caracterisations physico-chimiques et mecaniques des couches implantees (epaisseur inferieure a 300 nm) et des films de frottement. L'etude des proprietes plastiques et elastiques de telles couches necessite l'utilisation d'un dispositif original d'indentation et une modelisation du contact qui prend en compte le defaut geometrique de l'indenteur. Une synthese des resultats, ainsi qu'une interpretation des differences de valeur du coefficient de frottement mesurees pour les situations modeles choisies sont proposees. Nous montrons que la charge normale est repartie sur deux zones, le patin a l'entree du contact et une zone centrale elastique. Les proprietes mecaniques des films de frottement imposent la repartition de la charge. La localisation du plan de cisaillement et donc les proprietes d'adherence aux produits d'usure des deux surfaces antagonistes conditionnent la valeur du coefficient de frottement pour les situations considerees

  • Titre traduit

    Implanted alumina: friction behavior and mechanical properties of superficiel layers


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Informations

  • Annexes : 110 REF

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 BAU
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Accessible pour le PEB
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