Les liaisons Ni-Al2O3 à l'état solide : élaboration des contraintes thermiques, comportement mécanique

par Pierre Lourdin

Thèse de doctorat en Sciences. Génie des matériaux

Sous la direction de Denyse Juve-Duc.

Soutenue en 1992

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    L’association de matériaux aux propriétés radicalement différentes que sont les métaux et les céramiques s'inscrit dans le cadre d'une recherche de matériaux hybrides possédant a la fois de très hautes caractéristiques électrique, thermique et mécanique. Dans ce contexte, des liaisons nickel/alumine sont élaborées à l'état solide par thermocompression et testées mécaniquement en traction et en flexion à 4 points. Les différents mécanismes physico-chimiques conduisant à l'établissement de la liaison sont analysés: Le contact intime entre les deux matériaux dépend de la déformation plastique du métal. Celle-ci évolue avec la pression appliquée, il est donc nécessaire de prendre en compte la limite élastique du métal (fonction de la température et de son état métallurgique), le coefficient de frottement a l'interface et l'épaisseur de métal comprimé. La formation de l'interface est associée au comportement des phases secondaires présentes dans la céramique. Les récents développements de la mécanique de la rupture des biomatériaux fragiles a permis une caractérisation de l'interface du point de vue de son énergie de rupture. La valeur obtenue, 40 Jm-2, très éloignée de la valeur de l'énergie d'adhésion nickel/alumine (2 Jm-2), est proche de celle de l'alumine et est en accord avec les données de la littérature relatives à d'autres systèmes. La faisabilité et la tenue en service d'un assemblage métal/céramique sont fortement influencées par l'état des contraintes d'origine thermique. Les modèles proposes dans la littérature pour les décrire étant peu satisfaisants, nous avons développé un modèle original qui prend en compte la vitesse de refroidissement des liaisons. Ce modèle permet de décrire correctement l'état des contraintes pour les déformations consécutives au fluage (1400c-300c), comparativement au modèle élastoplastique plus approprie a basse température et au modèle élastique peu réaliste.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (150 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 20 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
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  • Cote : T1458
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  • Disponible pour le PEB
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