Etude par émission acoustique, de l'indentation hertzienne et de l'indentation vickers sur une vitrocéramique et sur des alumines

par Seddik Bouras

Thèse de doctorat en Génie des Matériaux

Sous la direction de Dominique Rouby.


  • Résumé

    Parmi les méthodes de mesure utilisées pour l'évaluation des paramètres mécaniques des matériaux fragiles, en particulier la ténacité, les méthodes d'indentation hertzienne et Vickers sont très utilisées. Le principe de l'indentation hertzienne consiste à amener un indenteur sphérique, une bille de rayon R, sur le matériau et de charger jusqu'à la fissuration. Le principe de l'indentation Vickers est de créer la fissuration à l'aide d'un diamant Vickers (pyramide à base carré). L'indentation hertzienne et l'indentation Vickers ont été étudiées sur une vitro-céramique transparente et sur des alumines. L'émission acoustique a été utilisée dans les deux méthodes essentiellement pour déterminer la charge critique de fissuration Pc, en indentation hertzienne, et pour identifier les différents types de fissures en indentation Vickers. En indentation hertzienne, les para. Mètres des matériaux (taille du polissage, température du traitement thermique, et implantation ionique) influent sur la charge critique de fissuration qui reste toujours proportionnelle au rayon R de l'indenteur (loi d'Auerbach vérifiée). Les paramètres de manipulation (vitesse de chargement et milieux corrosifs) influent aussi sur Pc. Les résultats des essais avec des milieux corrosifs conduisent à différentes ténacités apparentes, (ténacités dues à un effet de corrosion sous contrainte). L'augmentation de la charge critique de fissuration conduit systématiquement à une augmentation de la ténacité des matériaux. La ténacité a été déterminée à l'aide de trois analyses théoriques. Une propagation sous critique a été mise en évidence. Les résultats des essais d'indentation Vickers sur la vitro-céramique ont permis de mettre en évidence les différents types de fissures obtenues sous différentes charges maximales d'indentation. Ces fissures ont été identifiées par observations optiques et par les signaux d'émission acoustique qui leur ont été associés. Les amplitudes de ces signaux ont été déterminées pour chaque cas de fissure. Aux charges maximales comprises entre 1 et 20 N Les fissures sont médianes ou médianes et radiales (Palmqvist). Elles sont latérales aux charges supérieures à 20 N. Il n'existe pas de fissures du type Half-Penny.

  • Titre traduit

    = Study by Acoustic Emission, of the Hertzian Indentation and the Vickers Indentation on a Vitro-Ceramic and on Alumina


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Among the measurement methods applied for evaluation of brittle solids mechanical parameters, the fracture toughness hertzian indentation and Vickers indentation are much used. The hertzian indentation principle consists in bringing a spherical indenter, ie- a ball of radius R, on the material and in loading until cracking occurs. The Vickers indentation principle is to create the cracking with the help of a diamond Vickers (square pyramid base). The hertzian indentation and the Vickers indentation were studied on a transparent vitro-ceramic and on alumina. The acoustic emission was used in both methods in order to determine the cracking critical load Pc in hertzian indentation and to identify the different types of cracks in Vickers indentation. In hertzian indentation, the material parameters (size of abrasion, thermal treatment temperature and ionic implantation influence on the cracking critical load which always remains proportional to the radius R (Auerbach law verified). The manipulation parameters (loading rate and corrosive environments) also influence on the critical load Pc. The results of tests in corrosive environments lead to an apparent fracture toughness (fracture toughness due to a corrosion effect under stress). The increase of the cracking critical load leads systematically to an increase of the material fracture toughness, which was determined from three different theoritical analyses taken out of the bibliography. Some subcritical crack growth was underlined. The results of the tests with the Vickers indentation on the vitro-ceramic have allowed to underline the different types of cracks obtained under different maximum indentation loads. These cracks were identified by optical observations and by associated acoustic emission signals. The magnitudes of these signais were determined for each case of crack. The material fracture toughness was calculated by means of an universal formula proposed in the literature.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (189p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 85 BOU
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1562)
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