Elaboration par projection plasma d'un revêtement céramique sur ...

Chapitre III : Stratégie expérimentale et moyens utilisés au cours de l’étude
module d’Young. La dureté est obtenue à partir d’une empreinte sous une charge connue, et
le module d’Young à partir de la courbe charge-décharge d’une indentation [196].
Pour notre étude nous avons utilisé un nano-indenteur Nano Indenter XP TM de marque MTS
NANO INSTRUMENTS. La pointe est en diamant de type Berkovitch (pyramide à base
triangulaire). La charge est appliquée à la colonne de l’indenteur par l’intermédiaire d’une
bobine insérée dans un aimant, comme présenté sur la Figure C.7-1. La force à appliquer est
donc contrôlée par le courant circulant dans la bobine. De plus, des ressorts de rappel et de
maintien permettent d’assurer le guidage de la colonne perpendiculairement à la surface de
l’échantillon. Le déplacement est mesuré par la variation des capacités. L’ensemble est monté
sur un bâti qui possède une rigidité très élevée puis sur une table anti-vibration.
Bâti
Ressorts
Indenteur
Substrat
Figure C.7-1 : Schéma descriptif du nano-indenteur.
Le nano-indenteur utilise un mode de mesure spécifique appelé CSM (Continuous Stiffness
Measurement) qui permet par une légère oscillation dynamique de l’indenteur de mesurer la
raideur de contact en continu pendant la charge au lieu de s’intéresser uniquement au point de
décharge [197], [198]. Nous avons utilisé une fréquence d’oscillation de 45 Hz avec une
vitesse de déformation constante de 0,05 s -1 correspondant à un déplacement de 2 nm entre
chaque harmonique.
La dureté H (en MPa) est définie par la charge maximale appliquée Pmax divisée par la surface
horizontale projetée A (à la profondeur h = hmax), selon l’équation C–4 :
Pmax
(C–4) H =
A
La surface projetée correspond à la surface de contact entre l’indenteur et la surface de
l’échantillon lorsque la charge maximale est appliquée.
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Aimant
Bobine
Capacité de
mesure de
déplacement
Colonne