Etude du comportement tribolique de poudre de graphite : transfert aux echelles nano et macroscopiques

par Khalil Jradi

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Sophie Bistac et de Marjorie Schmitt.

Soutenue en 2007

à Mulhouse .


  • Résumé

    Cette étude a pour objectif la compréhension des mécanismes physicochimiques mis en jeu lors du frottement sec de poudres de graphite sur des contrefaces de nature différente. Les essais mécaniques (frottement, dureté,…) et des analyses physicochimiques (Raman, XPS,…) ont été réalisés, aux échelles nano et macroscopique en fonction de différents paramètres expérimentaux. Une corrélation entre frottement/transfert/microstructure/adsorption a été mise en évidence. De plus, les résultats ont montré une forte dépendance entre granulométrie du graphite et régime de frottement, ce qui est souhaitable dans le choix des matériaux pour des applications industrielles (par ex. Freinage). La chimie de surface s’est avérée être un paramètre permettant de contrôler la propriété autolubrifiante du graphite. Enfin, dans le but d’identifier les phénomènes interfaciaux à une échelle plus locale, des essais de nanofriction ont été réalisés par AFM ; des mécanismes permettant d’expliquer le phénomène du frottement extrêmement faible ayant lieu au niveau des plans de graphite ont été proposés.


  • Résumé

    The present study is dedicated to a better understanding of the physicochemical mechanisms that occur during dry friction of graphite powders against various counterpart. The investigation of mechanical and physicochemical properties of these powders has been achieved at macro/nanoscopic scales, as a function of experimental parameters. A correlation beteween friction-transfer-microstructure-adsorption has been observed at a critical load. Furthermore, the results observed in this work indicated that the graphite granulometry is strongly related to the friction regime; that is of great importance in the choice of the materials for industrial applications (like braking or elecrical brushes). It was also proved that the selflubricating characteristic of graphite can be controled by the modification of the superficial chemistry of the counterface. Finally, in order to explain the interfacial phenomena at the nanoscopic scale, a nanotribolgical study has been realised by AFM; two models based on the moving of basal plans have been proposed.

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Informations

  • Détails : 209 f.
  • Annexes : 257 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Haute-Alsace (Mulhouse). Service Commun de Documentation. Section Sciences et Techniques.
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  • Cote : Th 07 JRA
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