Analyse tribologique des systèmes
359
22.3.4 Etats de surface
Le paramètre état de surface prend en compte deux éléments capitaux de description du contact:
• l’état de surface microgéométrique,
• l’état de surface physico-chimique.
La microgéométrie est l’un des éléments d’appréciation de l’aire réelle de
contact, des raideurs normales et tangentielles du contact, des résistances
mécanique, électrique et thermique de l’interface, de l’aptitude à l’adhésion et de la
perméabilité du contact. Les paramètres à prendre en compte sont accessibles par la
topographie des surfaces.
Ainsi que l’ont récemment confirmé les études du frottement à l’échelle atomique réalisées en nanotribologie [22.3], le contact des solides met en jeu, non seulement les aspects microgéométriques, mais aussi les interactions moléculaires interfaciales et les forces de surfaces. Les unes et les autres sont largement tributaires de
la physicochimie de la surface. Celle-ci est donc déterminante dans l’aptitude à
l’adhésion et au glissement, ainsi que dans la réactivité de la surface avec l’environnement dont le rôle est essentiel en lubrification par exemple. Les surfaces réelles
sont, en effet, constituées par la superposition de plusieurs couches de nature, structure et composition qui peuvent être très différentes de celles du métal de base. La
figure 22.3 donne une représentation schématique et un ordre de grandeur de
l’épaisseur des principales couches que l’on rencontre généralement dans les surfaces techniques. Leur présence et leur importance dépendent essentiellement du
mode d’élaboration et de l’environnement. Ces couches peuvent évoluer ensuite en
cours de service. Les moyens actuels d’analyse des surfaces et interfaces permettent
de les caractériser tant du point de vue composition que structure.
Ces deux aspects des états de surface et les méthodes de caractérisation sont
décrits dans les chapitres 1 à 8.
5 contamination
≈ nm
4 couche absorbée
0 à 0,5 nm
3 couche de réaction
2 structure déformée
0,3 à 100 µm
1 microstructure de base
1 à 10 nm
Fig. 22.3 Représentation schématique d’une section des couches superficielles d’une surface technique.
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22.3.4 Etats de surface
Le paramètre état de surface prend en compte deux éléments capitaux de description du contact:
• l’état de surface microgéométrique,
• l’état de surface physico-chimique.
La microgéométrie est l’un des éléments d’appréciation de l’aire réelle de
contact, des raideurs normales et tangentielles du contact, des résistances
mécanique, électrique et thermique de l’interface, de l’aptitude à l’adhésion et de la
perméabilité du contact. Les paramètres à prendre en compte sont accessibles par la
topographie des surfaces.
Ainsi que l’ont récemment confirmé les études du frottement à l’échelle atomique réalisées en nanotribologie [22.3], le contact des solides met en jeu, non seulement les aspects microgéométriques, mais aussi les interactions moléculaires interfaciales et les forces de surfaces. Les unes et les autres sont largement tributaires de
la physicochimie de la surface. Celle-ci est donc déterminante dans l’aptitude à
l’adhésion et au glissement, ainsi que dans la réactivité de la surface avec l’environnement dont le rôle est essentiel en lubrification par exemple. Les surfaces réelles
sont, en effet, constituées par la superposition de plusieurs couches de nature, structure et composition qui peuvent être très différentes de celles du métal de base. La
figure 22.3 donne une représentation schématique et un ordre de grandeur de
l’épaisseur des principales couches que l’on rencontre généralement dans les surfaces techniques. Leur présence et leur importance dépendent essentiellement du
mode d’élaboration et de l’environnement. Ces couches peuvent évoluer ensuite en
cours de service. Les moyens actuels d’analyse des surfaces et interfaces permettent
de les caractériser tant du point de vue composition que structure.
Ces deux aspects des états de surface et les méthodes de caractérisation sont
décrits dans les chapitres 1 à 8.
5 contamination
≈ nm
4 couche absorbée
0 à 0,5 nm
3 couche de réaction
2 structure déformée
0,3 à 100 µm
1 microstructure de base
1 à 10 nm
Fig. 22.3 Représentation schématique d’une section des couches superficielles d’une surface technique.