Fracture du verre et heterogeneites a l'echelle sub-micronique

par BERNARD NGHIEM

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Creuzet.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Nous avons utilise un microscope a forces atomiques pour etudier l'influence de l'heterogeneite du verre a l'echelle submicronique sur ses proprietes mecaniques. Nous avons montre que la rugosite de la surface externe du verre pouvait etre a l'origine de la dispersion des mesures de la contrainte de rupture dans le regime intrinseque. Notre modele permet de demontrer la loi statistique de weibull qui etait jusqu'ici empirique. De plus l'etude des surfaces de fracture de fibres de verres de silicates ayant subi ou non un recuit de stabilisation montrent une difference flagrante de rugosite. Cette rugosite qui depend de la temperature fictive du verre, suggere que la surface de fracture a l'echellenanometrique apporte des informations sur l'ordre a moyenne distance dans les verres. Nous avons analyse quantitativement par les outils de la geometrie auto-affine des surfaces de fracture de verre preparees en controlant la vitesse de propagation de la fissure. Parallelement, les memes mesures ont ete effectuees sur des surfaces de fracture de superalliages ti 3al et ni 3al fracturees par fatigue. Nous avons montre que, meme s'il semble que les exposants de rugosite soient universels, les longueurs caracteristiques determinees sur cette surface de fracture sont representatives de la physique de la fracture dans les differents materiaux. En outre, nous avons aussi montre par des observations afm et edx de fissures sous contrainte mais immobiles qu'il existe un mecanisme d'interdiffusion des ions na + et h 3o + assistee par le champ de contrainte intense qui existe a l'extremite de la fissure. Nous proposons ce mecanisme soit le couplage entre l'etat mecanique du verre et l'environnement. Enfin nous avons developpe un modele pour calculer l'interaction d'une fissure qui se propage avec une onde acoustique incidente. Ce modele suggere que l'apparition de la rugosite aurait pour origine la retroaction des ondes acoustiques emises par la fissure lorsqu'elle se propage.


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Informations

  • Détails : 226 p.
  • Annexes : 128 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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