Réalisation et mise au point d'un nanoindenteur de conception nouvelle

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Dargenton
• Direction : J. WOHRGARD
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dureté

Élasticité

Résumé

L'essai de nanoindentation connait un developpement croissant car il est l'un des rares disponibles pour la caracterisation mecanique de tres faibles volumes de materiaux et en particulier les depots sous faible epaisseur, dont l'importance technologique va croissant. Les equipements actuels sont cependant de mise en uvre tres lourde, tant en ce qui concerne les contraintes environnementales que la duree des essais. Les contraintes resultent essentiellement de la sensibilite des appareils aux fluctuations de temperature qui peuvent atteindre 1 m/c, valeur prohibitive lorsque des profondeurs de penetration de l'ordre du nm doivent etre mesurees avec precision. Le but de ce travail etait donc de realiser un nanoindenteur, de conception nouvelle, alliant des performances elevees a une grande insensibilite aux derives thermiques, rendant ainsi la mise en uvre de l'essai de nanoindentation simple et rapide. L'appareil realise, fait appel a des forces appliquees d'origine electrostatique, comprises entre 10#-#7 et 10#-#1n, et utilise un systeme d'actuateurs piezo-electriques pour le positionnement de l'indenteur avec une precision comprise, selon les axes, entre 1a et 1nm. La precision des mesures de profondeur de penetration est actuellement limitee par l'influence des vibrations parasites a 3a. Aucune derive thermique n'est observee pendant les essais. La premiere partie de ce travail presente un bref apercu des principales donnees theoriques relatives a l'essai de durete. Le chapitre suivant est consacre a la presentation des principaux appareils existants, nous presentons ensuite le detail de notre realisation. Les parties suivantes detaillent les diverses procedures de calibration utilisees ainsi que des tests de performances. Nous presentons enfin un certain nombre de mesures de durete et module d'young, realisees a titres d'exemple sur divers materiaux, ainsi qu'une methode d'exploitation des resultats prenant en compte la forme reelle des courbes de decharge