Modélisation et étude numérique de la fissuration lente des céramiques : influence de la microstructure et de l'environnement. Application aux céramiques élaborées par projection plasma

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Zoghbi, Bassem El
Copyright Year	2014
Abstract	Les ceramiques sont sensibles a la fissuration lente qui resulte de l'effet conjoint entre un chargement mecanique et l'environnement (taux d'humidite et temperature). A partir d'etudes atomistiques disponibles dans la litterature, un modele cohesif representant localement la rupture assistee par l'environnement est propose dans le cadre d'une formulation thermiquement activee. Nous montrons que cette description est capable de rendre compte de la fissuration lente en fatigue statique de monocristaux de ceramiques, ainsi que la fissuration lente intergranulaire de polycristaux. Nous soulignons qu'une representation de la fissuration lente avec la vitesse de propagation V en fonction du taux de restitutions d'energie G rend compte des caracteristiques intrinseques de la cinetique de rupture et est preferable a une presentation V-K. Le modele cohesif permettant d'incorporer une longueur caracteristique dans la description, des effets de taille de grains sont explores. La prise en compte des contraintes initiales d'origine thermique liees a l'elaboration est necessaire pour predire de maniere realiste l'accroissement du seuil de chargement en-dessous duquel aucune propagation n'a lieu ainsi que la resistance a la fissuration lente avec la taille de grains augmentant. La vitesse fissuration lente et le seuil de chargement K0 sont sensibles a l'environnement et notamment a la temperature et a la concentration d'eau. En augmentant la concentration d'eau et/ou la temperature, le seuil K0 diminue et la vitesse de fissuration lente augmente. Pour rendre compte de l'influence du taux d'humidite sur la fissuration lente, il est necessaire de considerer une energie d'activation ainsi qu'un seuil d'amorcage du mecanisme de reaction-rupture diminuant avec la concentration locale en eau. L'effet de la temperature est predit de maniere realiste avec le modele cohesif propose et en tenant compte des contraintes initiales thermiques. Nous avons compare les reponses en fissuration lente de l'alumine et de la zircone et montre qu'intrinsequement et en l'absence de transformation de phase, la zircone resiste mieux a la fissuration lente que l'alumine. A partir de ces resultats, nous avons aborde l'etude de la fissuration lente de ceramiques elaborees par projection plasma. Un endommagement initial de la microstructure a l'echelle des splats est observe sans qu'il n'influence la fissuration lente intra-splats en termes V-G.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01281722/file/EL-ZOGHBI_2014_archivage.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article