Adhésion et Interfaces sur une couche de Verni:Calcul du Grossissement

Hardet Aimlain

Description

Ä ` _ ^ ` RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur une couche de verni Grace RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur une couche de verni L’essai par rayures pour la mesure et le contrôle de l’adhésion d’une couche de verni sur le verre : Calcul du Grossissement Hardet Aimlain NGOMA 01/01/2012 ` _ ` Å ^ RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur une couche de verni Jeudi, le 10 Janvier 2013 Noms et prénoms : Hardet Aimlain NGOMA TOMBET-BOUKONGOU Lewis GAMPIKA Belphy MIANZIOUKOUTA Jossen. GROUPE1 Sections : Master 1 de Physique I- Généralités : les différentes méthodes d’adhésion. Adhésion ensemble des phénomènes physico-chimie qui se produit lorsqu’on met en contact intime deux matériaux. Les différentes théories de l’adhésion prévoient l’établissement de liaisons ou d’interactions specifiques. Les différentes méthodes d’adhésion sont : - L’ancrage mécanique, qui est l’approche la plus ancienne pour expliquer les phénomènes d’adhésion et qui résulte de l’interpénétration « macroscopique » entre les deux matériaux en contact. C’est le cas d’un adhésif qui pénètre dans les aspérités et les pores du substrat avant de se rigidifier. L’ancrage mécanique est donc favorisé par la rugosité et la topographie des surfaces en contact.

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• Publié par: hardet2012
• Publié le: 20 février 2013
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RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur un ͟͠͞͠ couche de verni

Grac RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur une couche de verni L’essai par rayures pour la mesure et le contrôle de l’adhésion d’une couche de verni sur le verre : Calcul du Grossissement

Hardet Aimlain NGOM 01/01/2012 τ

RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur un ͟͠͞͠ couche de verni

Noms et prénoms : Hardet Aimlain NGOMA TOMBETBOUKONGOU Lewis GAMPIKA Belphy MIANZIOUKOUTA Jossen. GROUPE1 Sections : Master 1 de Physique

Jeudi, le 10 Janvier 2013

IGénéralités : les différentes méthodes d’adhésion. Adhésion ensemble des phénomènes physicochimie qui se produit lorsqu’on met en contact intime deux matériaux. Les différentes théories de l’adhésion prévoient l’établissement de liaisons ou d’interactions speci fiques. Les différentes méthodes d’adhésion sont : L’ancrage mécanique, qui est l’approche la plus ancienne pour expliquer les phénomènes d’adhésion et qui résulte de l’interpénétration « macroscopique » entre les deux matériaux en contact. C’est le cas d’un adhésif qui pénètre dans les aspérités et les pores du substrat avant de se rigidifier. L’ancrage mécanique est donc favorisé par la rugosité et la topographie des surfaces en contact. L’inter diffusion, qui se manifeste dans le cas des matériaux polymères par l’inter digitation des chaînes moléculaires et pour les métaux par la formation d’un gradient de composition chimique, voire d’un alliage d’interface. Elle conduit à la formation d’une interphase d’épaisseur non nulle et dépend, pour les polymères en contact, de leur compatibilité et de leur structure.

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RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur un ͟͠͞͠ couche de verni Les liaisons interatomiques ou intermoléculaires. Les liaisons interatomiques sont dues aux interactions électromagnétiques entre électrons qui forment les liaisons covalente, ionique et métallique. Les liaisons intermoléculaires peuvent être de type Van der Waal ou de type liaison hydrogène. Ces liaisons sont souvent regroupées sous le terme anglo saxon « électron as glue ». Du point de vue macroscopique, les interactions à faible portée entre deux matériaux (liaisons interatomiques et hydrogène) sont souvent étudiées sous l’approche acide base. L’intensité de ces liaisons est caractérisée par l’énergie d’adhésion de Dupré w, qui est l’énergie libre perdue par l’unité d’aire d’interface lors de sa formation. IIEssai a la rayure pour l’étude d’adhésion Description des expériences Matériel La lame de verre (fig1) La tourne disque (fig2) qui sert a fixé les rayures Le microscope (fig3) qui sert observé les rayures Une source de courant (200V220V) les masses marquées (m 1 , m 2 , m 3, m 4 et m 5 ) Le verni.

Fig.1 fig.2 Mode opératoire On colore une couche mince de verni sur le substrat (lame de verre) et après 10 minutes de séchage ; on la dépose sur le plateau de la tourne disque. On met la pointe de la tourne disque sur lame de verre. On déplace la lame de verre parallèlement au rayon de la tourne disque. Ils se forment des minuscules rayures à la surface de l’échantillon. Ces rayures sont observées à l’aide du microscope optique, puis photographier et découper en forme φ

RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur un ͟͠͞͠ couche de verni d’échantillon. IIIRésultats Observation par microscope optique des rayures obtenues Les images obtenues avec le microscope permettent d’observer rapidement les rayures et de vérifier la validité et la cohérence des résultats. Le grossissement offre l’avantage de pouvoir visualiser la totalité de la portion écaillée et de mesurer la distance entre le point d’écaillage et la fin de la rayure. Ce qui permet de retrouver visuellement la valeur de la force critique Fc. La figure 3 présente cinq clichés obtenus pour les échantillons, classés par ordre de masse croissante. On remarque que plus la masse est grande, plus la largeur du sillon est importante, traduisant des écailles de plus en plus grandes et nombreuses. Des observations à plus fort grossissement peuvent être utiles pour localiser avec plus de précision le point critique, elles permettent également d’analyser plus en détail la morphologie du sillon. Les images confirment l’impression laissée par les clichés. Dans le cas des revêtements à faible force critique, l’écaillage est moins prononcé alors que sur les revêtements présentant une force critique élevée, les écailles sont de grandes dimensions et nombreuses. La morphologie du sillon corrobore donc très bien le classement des échantillons par la force critique.

χ

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ψ

M=50

 m=40g

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ω

 m=30g

 m=20g

Fig.3

 m=10g

RAPPORT DE TP: Adhésion et interfaces sur un ͟͠͞͠ couche de verni  Modèle de Benjamin et Weave L  R  F Ω  A  h  P=H H Fig.4 Interprétation : La longueur du sillon augmente par rapport à la chargeLappliquée. Le fait que la pointe exerce deux contraintes (contrainte de Cisaillement et de Compression) qui brise les liaisons entre particules sur la surface de la couche de verni. Ces cassures forment ce qu’on appelle les rayures (déformation de la surface du substrat revêtu). La largeur de ces rayures dépend de contrainte et de la dureté du substrat. Mais la contrainte, elle dépend de la charge appliquée. Calcul du Grossissement : Pour un système donné, le grossissement reste le même : Soit un objet AB=0,4mm dont l’image ୅ᇱ୆ᇱ par le microscope donne A’B’=8.3mm. Le grossissement est :=. Ф ୅୆ Soit =20,75 Ф Pour chaque masse correspond on a une image A’B’ sur le microscope, dont la largeur (taille réelle) ୅ᇱ୆ᇱ est : AB= Ф Pour m=50g, A’B’=11mm AB=0.53mm=530 m (Micromètre) → ɱ A’B’= 7mm Pour m=40g, =340 m → AB=0,34mm ɱ

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A’B’=5.5mm =260 Pour m=30g, m →AB=0,26mm ɱ =190 mPour m=20g, A’B’=4mm → AB=0,19mm ɱ =140 mPour m=10g, A’B’=3mm → AB=0,14mm ɱ Les résultats de charges critiques en fonction de la largeur des rayures sur le substrat pour des revêtements de verni déposé sur la lame de verre sont représentés sur la figure cidessous (Fig.5). Conclusion On constate que plus la force appliquée (charge) augmente, plus les rayures ne sont importantes et visibles. Cette force qui nous permet de voir les rayures, c’est la force critique.

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