Présentation
Auteur(s)
-
Michel EUDIER : Professeur honoraire à l’École Centrale de Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
La valeur des propriétés des métaux frittés est donnée dans le paragraphe 1 et le choix en est fait en fonction des applications ( § 2, 3 et 4). Cependant il existe des règles générales qui permettent d’estimer la valeur relative des propriétés des alliages frittés par rapport à celle des métaux coulés et forgés de même composition et qui ont subi des traitements thermiques semblables. Le paramètre essentiel est la porosité
définie comme le rapport du volume des pores au volume total et, par conséquent, égale à 1 moins la densité relative
.
Un autre paramètre tient à la forme des pores. Si l’on considère un ensemble de billes tassées et soudées entre elles, la porosité est formée d’une seule cavité complexe qui communique avec l’extérieur. La porosité est dite ouverte. Par opposition, si la porosité est formée de trous isolés dans la masse métallique, elle est dite fermée.
Pratiquement, la porosité est presque entièrement ouverte lorsqu’elle est supérieure à 0,1 soit 10 % et entièrement fermée au‐dessous de 6 %. La forme générale des surfaces de la porosité est également importante. En particulier, pour les propriétés mécaniques, il n’est pas indifférent que les pores contiennent ou non des angles vifs.
Le frittage a pour conséquence d’arrondir rapidement les pores. Lorsque la porosité est fermée, les pores sont toujours voisins de la forme sphérique après frittage. Lorsqu’elle est ouverte, les angles vifs ont disparu mais il est assez difficile d’en apprécier le degré par micrographie.
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- Version archivée 1 de avr. 1980 par René MEYER
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1. Propriétés physiques et mécaniques
Dans ce qui suit, les symboles représentant la valeur des propriétés des métaux frittés seront affectés d’une apostrophe. Les symboles non affectés seront ceux des métaux compacts, coulés et forgés, de même composition et ayant subi le même traitement thermique.
1.1 Propriétés physiques
Quelques propriétés sont indépendantes de la porosité. Ce sont les propriétés vectorielles, telles que la dilatation, et certaines propriétés électroniques comme le pouvoir thermoélectrique.
D’autres propriétés sont indépendantes de la forme de la porosité parce qu’elles ne dépendent que de la masse. C’est le cas de la capacité thermique massique.
Pour quantifier une propriété de valeur G ’ , qui dépend de la porosité, il est commode de la comparer à celle du métal plein de même nature qui a pour valeur G 0 . En première approximation, on a :
où :
- α :
- est un coefficient variant selon la propriété considérée
- δ :
- est la densité relative
- ε :
- est la porosité.
Cette loi linéaire, qui est théoriquement exacte dans de nombreux cas, lorsque les pores sont sphériques, est pratiquement valable pour ε < 0,15 avec α = 1,5.
Pour des durées de frittage courtes, l’irrégularité de la forme des pores augmente avec la porosité, et le coefficient α se rapproche de 2.
Pour se rapprocher de 1,5, il faut augmenter la durée de frittage lorsque la porosité est élevée.
Pour 10 % de porosité, la baisse relative de beaucoup de propriétés est comprise entre 15 et 20 %.
Les propriétés qui suivent cette loi sont, en particulier :
-
les conductivités électrique et thermique ;
-
la...
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