CHAPITRE 2 – PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
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déplacement du pénétrateur par une déformation élastique et, dans une
petite zone localisée sous l’empreinte, par une déformation inélastique
qui paraît être essentiellement une densification, sans rupture des
liaisons Si—O, comme celle observée lors des essais de compression évoqués dans la section précédente. Cette densification a été mise en évidence par Ernsberger [65] qui observa un accroissement de l’indice de
réfraction sous l’empreinte.
La seconde catégorie comprend les verres riches en modificateurs,
comme les verres sodocalciques. On observe encore, dans ces verres, une
déformation élastique et une déformation inélastique (Fig. 2.17), mais il
apparaît que cette dernière est la résultante de deux mécanismes,
d’importance variable selon la composition, une densification et un phénomène de fluage inhomogène [66]. Ernsberger [67] a suggéré que le
réseau de ce type de verres peut être considéré comme un ensemble de
petits îlots de silice aux interfaces desquels se répartissent les modificateurs. Des glissements par cisaillement pourraient s’effectuer préférentiellement par des chemins empruntant les frontières de ces îlots. Cette
hypothèse de micro-domaines peut être rapprochée du modèle structural
de verre de silicate proposé plus récemment par Greaves [38, 39] à partir
des examen EXAFS (voir Chap. 1, Sect. 4.2.2).
Dans le cas d’un verre sodocalcique, un système de « failles » orientées
selon les trajectoires de cisaillement maximum peut être observé sur une
coupe transversale de la zone indentée (Fig. 2.17). Ces zones, qui rappellent les failles géologiques, sont des surfaces de glissement sans épaisseur, le long desquelles les atomes reconstituent leurs liaisons, au moins
partiellement, après leur déplacement relatif. On peut voir sur la
figure 2.17 que l’angle que font entre elles les lignes de glissement n’est
pas de 90°. Selon Cheng et Finnie [68], c’est l’indication d’une densification, dans la direction du chargement, qui est de l’ordre de plusieurs pour
cent. À l’intersection des lignes, on observe des « nœuds » qui mettent en
évidence les déplacements locaux au cours de l’indentation. L’accumulation de matière provoquée par ces déplacements engendre, dans la zone
qui entoure l’empreinte, de très fortes contraintes d’extension circonférentielles, ce qui provoque des microfissures radiales qu’on observe sur
la figure 2.17.
La dureté des verres contenant des modificateurs repose sur un mécanisme complexe. À la température ambiante, le phénomène prépondérant
semble être le fluage par cisaillement. En revanche, à la température de
l’azote liquide [63] c’est la densification qui paraît être la cause principale.
À T G [69], le verre semble « enfoncé », ce qui est inattendu (Fig. 2.18).
Toujours dans le cas des verres contenant des modificateurs, on observe
expérimentalement, à la température ambiante, un accroissement de
l’enfoncement du pénétrateur avec la durée de la charge (Fig. 2.19).
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déplacement du pénétrateur par une déformation élastique et, dans une
petite zone localisée sous l’empreinte, par une déformation inélastique
qui paraît être essentiellement une densification, sans rupture des
liaisons Si—O, comme celle observée lors des essais de compression évoqués dans la section précédente. Cette densification a été mise en évidence par Ernsberger [65] qui observa un accroissement de l’indice de
réfraction sous l’empreinte.
La seconde catégorie comprend les verres riches en modificateurs,
comme les verres sodocalciques. On observe encore, dans ces verres, une
déformation élastique et une déformation inélastique (Fig. 2.17), mais il
apparaît que cette dernière est la résultante de deux mécanismes,
d’importance variable selon la composition, une densification et un phénomène de fluage inhomogène [66]. Ernsberger [67] a suggéré que le
réseau de ce type de verres peut être considéré comme un ensemble de
petits îlots de silice aux interfaces desquels se répartissent les modificateurs. Des glissements par cisaillement pourraient s’effectuer préférentiellement par des chemins empruntant les frontières de ces îlots. Cette
hypothèse de micro-domaines peut être rapprochée du modèle structural
de verre de silicate proposé plus récemment par Greaves [38, 39] à partir
des examen EXAFS (voir Chap. 1, Sect. 4.2.2).
Dans le cas d’un verre sodocalcique, un système de « failles » orientées
selon les trajectoires de cisaillement maximum peut être observé sur une
coupe transversale de la zone indentée (Fig. 2.17). Ces zones, qui rappellent les failles géologiques, sont des surfaces de glissement sans épaisseur, le long desquelles les atomes reconstituent leurs liaisons, au moins
partiellement, après leur déplacement relatif. On peut voir sur la
figure 2.17 que l’angle que font entre elles les lignes de glissement n’est
pas de 90°. Selon Cheng et Finnie [68], c’est l’indication d’une densification, dans la direction du chargement, qui est de l’ordre de plusieurs pour
cent. À l’intersection des lignes, on observe des « nœuds » qui mettent en
évidence les déplacements locaux au cours de l’indentation. L’accumulation de matière provoquée par ces déplacements engendre, dans la zone
qui entoure l’empreinte, de très fortes contraintes d’extension circonférentielles, ce qui provoque des microfissures radiales qu’on observe sur
la figure 2.17.
La dureté des verres contenant des modificateurs repose sur un mécanisme complexe. À la température ambiante, le phénomène prépondérant
semble être le fluage par cisaillement. En revanche, à la température de
l’azote liquide [63] c’est la densification qui paraît être la cause principale.
À T G [69], le verre semble « enfoncé », ce qui est inattendu (Fig. 2.18).
Toujours dans le cas des verres contenant des modificateurs, on observe
expérimentalement, à la température ambiante, un accroissement de
l’enfoncement du pénétrateur avec la durée de la charge (Fig. 2.19).