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Thèse soutenue

Discontinuité de comportement en frottement et usure d'une zircone quadratique polycristalline

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Auteur / Autrice : Jean-Yves Paris
Direction : Jean Denape
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Résumé

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Cette thèse se propose d'étidier les changements de régimes de frottement et d'usure d'une zircone quadratique polycristalline (TZP) stabilidée par trois pour cent en mole d'oxyde d'yttrium dans l'ean. Pour conduire cette étude, deux tribbomètre ont été utilisés. Le premier est un tribomètre rotatif continu de type Pion-disque permettant de travailler dans un domaine de vitesses relativement élevées. Le deuxième est un tribomètre alternatif de type Bille-plan fonctionnant à basse vitesse. Pour identifier les processus de dégradation qui interviennent lors du frottement, des techniques trés diverses telles que, la rugosimètrie tridimensionnelle, les microscopies optique et électronique à balayage (MEB), la dureté Vickers, les spectrométries à dispersion d'énergie (EDX) et de photo-électrons (XPS), La diffraction des rayons X et la mesure de l'angle de contact (mouillabilité) ont été mises en oeuvre. Les travaux menés sur le tribomètre rotatif ont permis de déterminer et de caractériser les sueils de transition affectant une TZP frottant contre différents métaux, contre elle-même et contre une alumine. La discussion proposée est axée sur la compréhension des mécanismes à l'origine de ces seuils et s'articule ainsi autour de deux thèmes consacrés à l'analyse des contributions des éléments de contact et des éléments interfaciaux. Nous précisons en particulier le rôle de la transformation de phase quadratique-monoclinique, de la température de contact et de l'eau. Pour compléter cette étude, les travaux menés sur le tribomètre alternatif ont permis de déterminer les effets de la rugosité de la TZP et de la lubrification. La discussion proposée, élargie à des résultats obtenus avec une alumine lors d'études antérieures et similaires à la notre, est donc axée sur le rôle de l'état géométrique et mécanique de la surface des céramiques et ses conséquences sur les conditions de lubrification