Élasticité des verres silicatés sous pression : étude par diffusion Brillouin

• Auteur / Autrice : Trung Hieu Tran
• Direction : Benoît Ruffle, Marie Foret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance le 16/12/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Colloïdes, Verres et Nanomatériaux (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Damien Vandembroucq, Julien Haines, Benoit Ruffle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yann Vails, Etienne Barthel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élasticité

Indentation des matériaux

Brillouin, Effet

Verre de silice

Mots clés libres

Verres silicatés

Hautes pressions

Indentation Vickers

Spectroscopie Brillouin

Loi de comportement élastoplastique

Cellule à enclumes diamant

Soda-lime glass

Polyamorphism

Brillouin spectroscopy

High pressure

Vickers indentation

Elastoplastic deformation

Résumé

Nous étudions la réponse élastoplastique des verres silicatés à de fortes contraintes par diffusion Brillouin de la lumière. Des cartographies micro-Brillouin 3D du champ de densité résiduelle sont obtenues dans l'empreinte plastique laissée par une indentation Vickers et comparés à des modélisations par éléments finis. L'analyse conjointe des mesures réalisées en enclumes diamants sur la silice dans le domaine de déformation élastique et des données de la littérature fait apparaître que le durcissement anormal des modules élastiques avec la température est d'origine dynamique. La température à laquelle le durcissement est mis en évidence augmente avec la pression hydrostatique appliquée. Nous observons également que la densification progressive de la silice diminue fortement l'amplitude du maximum dans le frottement interne observé à 2 GPa de même qu'elle supprime l'anomalie dans la compressibilité.

We study the elastoplastic response of silicate glasses at high stresses with Brillouin light scattering. 3D micro-Brillouin mapping residual density field are obtained in the plastic region left by a Vickers indentation. Maps are compared with finite element modeling. The joint analysis of new high-pressure measurements in a diamond anvil cell on silica in the elastic domain and literature data revealed that the abnormal hardening of elastic moduli with temperature is of dynamical origin. The onset temperature of the hardening increases with increasing applied hydrostatic pressure. We also observe that densification of silica strongly reduces the amplitude of the maximum in internal friction observed at 2 GPa as well as it suppresses the compressibility anomaly.