Contribution a l'etude du comportement tribologique des ceramiques thermomecaniques : couples ceramique/ceramique et ceramique/metal

par ZOLTAN SZIGA

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de J. TAKADOUM.

Soutenue en 1995

à Besançon .

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  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude experimentale du comportement tribologique de plusieurs couples ceramique/ceramique et ceramique/metal. Les materiaux etudies sont: le cuivre, le nickel, le titane, et l'aluminium (pour les metaux), l'alumine, le carbure de silicium et la zircone partiellement stabilisee (pour les ceramiques). Les essais de frottement ont ete realises a l'aide d'un tribometre travaillant dans une configuration du type sphere/plan. Nous avons en particulier analyse l'influence de l'humidite relative et de la charge appliquee sur le comportement tribologique des differents couples testes. Les mecanismes d'usure ont ete caracterises par rugosimetrie tactile tridimensionnelle et par microscopie electronique a balayage (meb). La spectroscopie de photoelectrons (esca) et la spectrometrie de rayons x a dispersion en energie (eds) ont ete mises en uvre pour etudier les reactions tribochimiques et caracteriser le troisieme corps. Dans le cas des couples ceramique/metal, nos resultats montrent que l'adhesion a l'interface joue un role determinant dans la deterioration de la surface. Au cours du frottement, des jonctions se forment et sont rompues par cisaillement dans le metal qui est transfere sur la ceramique. La formation des liaisons interfaciales depend fortement de l'aptitude du metal a l'adhesion (reactivite) et est influencee par l'humidite. Le taux d'humidite relative influence egalement, de maniere determinante, le comportement tribologique des couples ceramique/ceramique testes. Nous avons constate dans tous les cas une nette diminution du frottement et de l'usure lorsque l'humidite croit. Des oxydes (ou hydroxydes) se forment a la surface des ceramiques et jouent le role de lubrifiant. Les proprietes tribologiques des ceramiques dependent d'une part de la formation et de l'epaisseur de ces films superficiels, d'autre part de leurs caracteristiques mecaniques, notamment leur tenacite. Dans le cas du couple sic/sic, nous avons analyse finement l'evolution du troisieme corps au cours du frottement et mis en evidence le mecanisme d'usure de ce materiau. Des resultats concernant les effets de l'implantation d'ions bore dans le nickel ou d'ions cuivre et titane dans sic sont egalement presentes


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Informations

  • Détails : 188 P.
  • Annexes : 114 REF.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
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