Article

1 - PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES SUPERFICIELLES

  • 1.1 - Module d’élasticité et dureté
  • 1.2 - Identification de la rhéologie des films minces et des couches superficielles
  • 1.3 - Identification des propriétés viscoélastiques

2 - INTERACTIONS NORMALE ET TANGENTIELLE AVEC UN CORPS ANTAGONISTE

  • 2.1 - Adhésion et adhérence
  • 2.2 - Résistance à la rayure

3 - PROPRIÉTÉS TRIBOLOGIQUES DES POLYMÈRES

  • 3.1 - Caractérisation du frottement et de l’usure
  • 3.2 - Mécanismes de frottement et effet de la force normale
  • 3.3 - Influence du matériau
  • 3.4 - Influence de la vitesse de glissement et de la température
  • 3.5 - Effet de la rugosité
  • 3.6 - Effet de l’environnement
  • 3.7 - Effet de l’énergie dissipée (vitesse élevée)
  • 3.8 - Diagrammes de conditions d’utilisation tribologique

4 - CONCLUSION

5 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : AM3279 v2

Étude et analyse des surfaces de polymères solides - Propriétés mécaniques et tribologiques

Auteur(s) : Évelyne DARQUE-CERETTI, Éric FELDER, Bernard MONASSE

Date de publication : 10 avr. 2016

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Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les caractéristiques superficielles des polymères conditionnent fortement leurs propriétés d’emploi, qu’ils soient sous forme de pièces massives ou sous forme de revêtements plus ou moins épais. Les propriétés mécaniques superficielles des polymères sont caractérisées par les essais de nanoindentation : mesure classique de la dureté et du module d’Young, méthodes de caractérisation plus fine de la rhéologie superficielle (contrainte d’écoulement plastique et viscoélasticité). Le comportement des polymères est caractérisé par des essais d’interaction avec un corps antagoniste : adhérence bille-plan et  rayure. Enfin , les caractéristiques tribologiques des polymères (frottement et usure) sont définies.

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ABSTRACT

Study and analysis of the surfaces of the solid polymers Mechanical and tribological properties

The surface characteristics of polymers have a great influence on the use properties of polymers of polymeric bulk parts and more or less thick polymeric coatings. The article presents first the characterization of the mechanical properties by nanoindentation: classical measurement of the hardness and the Young’s modulus, then the methods for a finer characterization of the surface rheology: flow stress and viscoelasticity. It describes after their behaviour in the tests of interaction with another solid: adherence test between a ball and a plane and scratch test. Finally it presents the tribological properties of polymers: friction and wear.

Auteur(s)

  • Évelyne DARQUE-CERETTI : Docteur ès sciences, Maître de recherches, MINES ParisTech, PSL – Research University, CEMEF – Centre de mise en forme des matériaux, CNRS UMR 7635, Sophia Antipolis France

  • Éric FELDER : Docteur ès sciences, Maître de recherches, MINES ParisTech, PSL – Research University, CEMEF – Centre de mise en forme des matériaux, CNRS UMR 7635, Sophia Antipolis France

  • Bernard MONASSE : Docteur ès sciences, Maître de recherches, MINES ParisTech, PSL – Research University, CEMEF – Centre de mise en forme des matériaux, CNRS UMR 7635, Sophia Antipolis France

INTRODUCTION

Les propriétés de surface d’un matériau ont toujours une grande importance tant sur le plan scientifique que sur le plan des applications pratiques. Ces propriétés sont extrêmement variées : thermodynamiques, physicochimiques, optiques, géométriques (rugosité), mécaniques…. Elles découlent directement de l’histoire (élaboration, mise en forme) du matériau et sont souvent différentes de ses propriétés de volume. Cette problématique est particulièrement importante dans le cas des polymères, matériaux moins denses, moins durs, plus souples et plus sensibles à l’environnement que les alliages métalliques. Par ailleurs, pour maîtriser l’aspect esthétique et les propriétés superficielles des pièces, on utilise de plus en plus des revêtements polymères plus ou moins épais dans les industries mécaniques, automobiles, optiques, agro-alimentaires…. Leurs caractéristiques mécaniques conditionnent leur comportement face aux agressions mécaniques (résistance aux chocs, à la formation de rayures marquées, adhérence à un autre matériau) et lors de leur glissement sur une pièce antagoniste : intensité du frottement, modes et vitesse d’usure.

L’article [AM 3281] présente les propriétés physicochimiques superficielles des polymères, leur modification et optimisation par un traitement de surface physique ou chimique et leur évolution du fait du vieillissement du polymère.

Cet article présente les propriétés mécaniques et tribologiques.

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KEYWORDS

friction   |   wear   |   surface rheology   |   adhesive bonding   |   coatings formulation   |   surface treatments   |   dry bearing

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-am3279


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HOCHSTETTER (G.), JIMENEZ (A.), LOUBET (J.L.) -   Strain rate effects on hardness of glassy polymers in the nano scale range. Comparison between quasi-static and continuous stiffness measurements.  -  J. Macromol. Sci. Phys., B38 (5-6), 681-692 (1999).

  • (2) - OLIVER (W.C.), PHARR (G.M.) -   An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments.  -  J. Mat. Res., 7 (6), 1564-1583 (1992).

  • (3) - VAN MELICKY (H.), VAN DIJKEN (A.), DEN TOONDER (J.), GOVAERT (L.), MEIJER (H.) -   Near-surface mechanical properties of amorphous polymers.  -  Phil. Mag. A82, 10, 2093-2102 (2002).

  • (4) - HAN (C.S.), NIKOLOV (S.) -   Indentation size effects in polymers and related rotation gradients.  -  J. Mater. Res., 22 (6), 1662-1672 (2007).

  • (5) - G’SELL (C.), HAUDIN (J.M.) -   Introduction à la mécanique des polymères.  -  (Ed.), Institut National Polytechnique de Lorraine, Vandœuvre-lès-Nancy (1995).

  • ...

1 Outils logiciels

Forge®

http://www.transvalor.com/fr/cmspages/forge-nxt.32html

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2 Événements

Société Française du Vide SFV Paris – France

https://www.vide.org

Journées annuelles sur l’adhésion, JADH organisées par la SFV

Conférences bi-annuelles, European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis, ECASIA,certaines conférences sont publiées dans la revue Surface and Interface analysis

http://www.ecasia.org

Journées Internationales Francophones de Tribologie (JIFT) organisées chaque année sous l’égide du Groupe Scientifique et Technique Tribologie de l’Association Française de Mécanique

par exemple, http://jift2015.sciencesconf.org/

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3 Annuaire

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Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

W.L. Gore &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&...

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