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Usure des polymères - Étude expérimentale. Mécanique du contact| Réf : AM3136 v1
Auteur(s) : Eric FELDER
Date de publication : 10 juil. 2005
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D’une manière générale, l’utilisation de composites contenant un ou plusieurs polymères et, éventuellement, d’autres types de matériaux répond à un quadruple objectif :
leur permettre de supporter la force normale appliquée : effet de renforcement mécanique par augmentation du module d’Young, de la résistance à la compression σ Rc , de la dureté... ;
étendre la gamme de température et/ou de puissance mécanique PΔu d’utilisation ;
contrôler le niveau de frottement : noter qu’il n’est pas toujours souhaitable de le diminuer comme dans le cas des patins de freins par exemple ;
réduire et/ou stabiliser la vitesse d’usure à un niveau acceptable, objectif toujours souhaitable.
En première approximation, les propriétés volumiques d’un composite (au moins s’il est de structure isotrope) vérifient une loi de mélange, s’il existe une adhésion parfaite entre les constituants. Un écart, par exemple une chute marquée des propriétés lors de l’addition d’un autre constituant plus faible, suggère une mauvaise adhésion entre les constituants, phénomène qui va jouer également sur l’usure. Par contre il n’y a pas lieu de s’attendre à ce que les propriétés tribologiques suivent une loi de mélange, comme nous allons le voir, ce qui est l’un des intérêts majeurs de ces matériaux.
2.1 Phénomènes spécifiques aux composites
Selon Briscoe , on peut classer schématiquement les composites en deux catégories dont la description fournit aussitôt le principe de conception et, si possible, de fonctionnement. La figure 8 précise leur nature et donne des compositions types :
composites constitués d’une matrice molle autolubrifiante...
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FROTTEMENT, USURE ET LUBRIFICATION
(1) - LANCASTER (J.K.) - The abrasive wear of polymers. - Wear, 14, p. 223-239 (1969).
(2) - ATKINS (A.G.), OMAR (M.K.) - The load dependance of fatigue wear in polymers. - Wear of Materials, Vancouver Conf. ASME, p. 405-409 (1985).
(3) - MAZZUCCO (D.), SPECTOR (M.) - Effects of contact area and stress on the volumetric wear of ultrahigh molecular weight polyethylene. - Wear, 254, p. 514-522 (2003).
(4) - EVANS (D.C.), LANCASTER (J.K.) - The wear of polymers, - in Wear, D. Scott (Ed.). Treatise on materials science and technology, vol. 13, p. 85-139, Academic Press, New York (1979).
(5) - LANCASTER (J.K.) - Estimation of the limiting pv relationships for thermoplastics bearing materials. - Tribology 4, p. 82-86 (mai 1971).
(6) - DORLOT (J.M.), BAILON (J.P.), MASOUNAVE (J.) - * - Des matériaux....
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