Mécano-chimie du carbure de silicium durant le frottement

Mecano-chimistry of silicon carbide during friction

• Auteur / Autrice : François Beroud
• Direction : Jean-Michel Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône1970-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie électronique

Cisaillement (mécanique)

Tribologie (technologie)

Mots clés libres

Particules d'usure

Céramique

Ultravide

Exelfs

Microscopie à haute résolution

Résumé

Le but de ce travail est d'étudier les modifications structurales survenant au cours du frottement. Le matériau utilisé est une céramique polycristalline possédant des liaisons chimiques fortement covalentes: le carbure de silicium. Les modifications d'ordre à courte distance ont été étudier par spectroscopie EXELFS. Dans cette finalité nous avons procédé à la validation du traitement EXELFS au seuil L (2,3) du silicium. Après avoir été testé avec succès sur des composés cristallins cette technique a ensuite été mise en oeuvre sur les particules d'usures produites au cours du frottement d'un pion hémisphérique sur un plan. L'originalité de ce travail réside dans les conditions de pression auxquels les essais de tribologie sont effectués: l'ultravide. Afin de déterminer le type de désordre engendré par le frottement, nous avons eu recourà la Microscopie Electronique Haute Résolution (METHR). Ceci nous permet de confirmer la validité de l'EXELFS lorsque les composés sont amorphes, et de déterminer quels sont les modèles les plus aptes a modéliser les modifications du nombre de coordinence observés. Ces informations sont enfin utilisées pour mieux appréhender les mécanismes qui conduisent à la formation des particules d'usure (température, cisaillement).

The aim of this thesis is to study the effects of friction on the crystallographic structure of materials. We have selected a polycrystalline ceramic with high covalent bonding. The short range order was investigated by EXELFS. For this purpose we have valited EXELFS above the L2-3-edge of silicon in different crystalline materials. Then we analysed the crystalline structure of wear particle generated during the friction of an hemispherical pin on a flat surface. The tribological proceed under ultra high vacuum conditions. In order to determine whether the disordered materials was due to truly or only nanocrystalline, we investigate our wear particule with High Resolution electron microscopy. It enable us to test tha validity of EXELFS when disordered materials were encountered. It also permitted to determine the nature of the disorder which appear to be typically nanocrystalline. All these piece of information are used to understand the process which proceed to the formation of the wear particles (temperature, shear strength).