Mécanoluminescence de composites particulaires à matrice vitreuse

Mechanoluminescence of particulate glass composites

• Auteur / Autrice : Marion Dubernet
• Direction : Tanguy Rouxel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 06/12/2016
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique (Rennes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Verre

Mots clés libres

Mécanoluminescence

Verre

Composite

Particule

Contrainte

Mechanoluminescence

Glass

Composite

Particle

Stress

Résumé

La mécanoluminescence (ML) est un phénomène physique qui se traduit par l’émission de lumière suite à l’application d’une contrainte mécanique. Dans le cadre de ce travail de thèse, les matériaux mécanoluminescents vont être utilisés afin de visualiser les contraintes qui peuvent être générées dans un verre lors d’une sollicitation mécanique. Nous avons élaboré un composite constitué de particules mécanoluminescentes SrAl2O4:Eu, Dy incorporées dans une matrice vitreuse. Nous nous sommes ensuite intéressés à l’origine et au mécanisme de ce phénomène en réalisant une étude mécanique sur le composite. Ces essais nous ont permis de développer un modèle empirique qui relie la contrainte à l’intensité émise. La structure cristalline des particules jouant un rôle clef dans la ML, nous avons également mené une étude théorique de cette structure, ce qui nous a permis de corréler les observations macroscopiques faites sur le composite aux phénomènes ayant lieu à une échelle atomique.

Mechanoluminescence (ML) is the phenomenon of light emission generated by a mechanical loading. Mechanoluminescent materials were used to visualize the stress in glasses during mechanical loadings. A mechanoluminescent particulate glass composite was synthesized by incorporating SrAl2O4:Eu, Dy particles in a glass matrix for the first time. We performed a mechanical study on the composite to determine the origin and the mechanism of this phenomenon. We developed a theoretical model which accurately predicts the ML intensity changes induced by a complex mechanical loading. The crystal structure of the particles has a key role in the ML and we carried out a theoretical study of this structure to correlate the macroscopic observations made on the composite to the phenomena which occur at the atomic scale.