72
LE VERRE
l’empreinte est du type Vickers, on distingue différents types de fissures
susceptibles de se développer (Fig. 2.28) : les fissures coniques, radiales,
médianes et latérales. Pour le déclenchement de chacune d’elles, il correspond un taille critique de l’empreinte et par conséquent une charge
critique spécifique d’indentation F c . Lawn et Evans [87] ont proposé un
modèle selon lequel la fissure médiane apparaît pour une charge critique
F c qui serait proportionnelle à
. On peut voir sur la figure 2.29 que
lorsqu’on applique cette relation à quelques compositions verrières, elle
est expérimentalement assez bien vérifiée [88].
La vulnérabilité d’un verre qu’on peut définir comme la sensibilité de
sa résistance mécanique aux contacts avec des corps solides pointus, est
une grandeur importante sur le plan pratique. La figure 2.30 montre par
exemple comment se dégrade la résistance mécanique des baguettes de
silice par suite d’indentations Vickers sous diverses charges. On note [89]
Tableau 2.VI. Propriétés mécaniques de quelques solides. γ : énergie de la surface de
fracture ; K IC : ténacité ; E : module de Young ; σ : énergie de surface du liquide (Tab. 2.VIII).
Matière
γ
J.m
–2
K IC
MPa.m
1/2
E
GPa
σ
J.m
–2
Verres
Silice
3,–4,4
0,74–0,81
73
0,28
Sodocalcique
3,8–5
0,72–0,82
70–74
0,30
Aluminosilicate
3,–4,7
0,85–0,96
83–91
0,31
Borosilicate
3,9–4,7
0,75–0,82
64–89
0,31
Silicate de plomb
3–4
0,62–0,73
58–65
0,22
Monocristaux
Diamant
7,5
4
1000
Saphir
11
3
400
Polycristaux
Carbure de silicium
12–62
3–7
400
Carbure de tungstène
150–500
14–16
450–650
Zircone
15–200
3–10
250
Métal
Aciers
6.10
3 –10
5
50–200
200
Fonte
100–1000
6–20
180
Composites
Béton
15–40
1–1,5
30
Ciment
5
0,5
20
Polymères
Polyméthylmétacrylate
260–380
1,3
2,2–3,2
Polyéthylène
700–2500
1–2
0,2–0,7
Polyester
25–120
0,5
1–5
Nylon
1500
3
3–3,4
K IC
4 /H V
3
LE VERRE
l’empreinte est du type Vickers, on distingue différents types de fissures
susceptibles de se développer (Fig. 2.28) : les fissures coniques, radiales,
médianes et latérales. Pour le déclenchement de chacune d’elles, il correspond un taille critique de l’empreinte et par conséquent une charge
critique spécifique d’indentation F c . Lawn et Evans [87] ont proposé un
modèle selon lequel la fissure médiane apparaît pour une charge critique
F c qui serait proportionnelle à
. On peut voir sur la figure 2.29 que
lorsqu’on applique cette relation à quelques compositions verrières, elle
est expérimentalement assez bien vérifiée [88].
La vulnérabilité d’un verre qu’on peut définir comme la sensibilité de
sa résistance mécanique aux contacts avec des corps solides pointus, est
une grandeur importante sur le plan pratique. La figure 2.30 montre par
exemple comment se dégrade la résistance mécanique des baguettes de
silice par suite d’indentations Vickers sous diverses charges. On note [89]
Tableau 2.VI. Propriétés mécaniques de quelques solides. γ : énergie de la surface de
fracture ; K IC : ténacité ; E : module de Young ; σ : énergie de surface du liquide (Tab. 2.VIII).
Matière
γ
J.m
–2
K IC
MPa.m
1/2
E
GPa
σ
J.m
–2
Verres
Silice
3,–4,4
0,74–0,81
73
0,28
Sodocalcique
3,8–5
0,72–0,82
70–74
0,30
Aluminosilicate
3,–4,7
0,85–0,96
83–91
0,31
Borosilicate
3,9–4,7
0,75–0,82
64–89
0,31
Silicate de plomb
3–4
0,62–0,73
58–65
0,22
Monocristaux
Diamant
7,5
4
1000
Saphir
11
3
400
Polycristaux
Carbure de silicium
12–62
3–7
400
Carbure de tungstène
150–500
14–16
450–650
Zircone
15–200
3–10
250
Métal
Aciers
6.10
3 –10
5
50–200
200
Fonte
100–1000
6–20
180
Composites
Béton
15–40
1–1,5
30
Ciment
5
0,5
20
Polymères
Polyméthylmétacrylate
260–380
1,3
2,2–3,2
Polyéthylène
700–2500
1–2
0,2–0,7
Polyester
25–120
0,5
1–5
Nylon
1500
3
3–3,4
K IC
4 /H V
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