Résistance aux chocs thermiques des céramiques thermomécaniques
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In order to developed ceramic as bruners and heat exchangers for French gas industry, we have undertaken an extensive study of the behaviour of the ceramics under thermal stresses. We first present a new theory of thermal shock : the load approach that is divided into two succeeding parts : - we first determine the temperature and stress distribution across the sample. - We introduce a defect in the sample, and study is behaviour submitter to the temperature and stress distribution calculated in part 1. In order to show experimental confirmation, a new high temperature thermal cycling equipment has been developed cup to 1250°C for the higher temperature and 700°C for the lower one). Thermal shock damages are detected using acoustic emission measurement. To very good correlation is found between experimental results on alumina and zirconia and a new theoretical approach of thermal shock
Abstract FR:
De part leur caractère réfractaire et leur bonne tenue a la corrosion, les céramiques thermomécaniques permettent d'envisager de très hautes températures de fonctionnement en milieu agressif. Mais l'une des principales limitations à l'utilisation de ces matériaux est leur grande sensibilité aux chocs thermiques. Apres une étude bibliographique critique des différents domaines lies aux contraintes thermiques (notion de thermique, présentation critique des approches thermoélastiques et énergétiques, rapide présentation du phénomène de fatigue thermique et étude bibliographique des dispositifs expérimentaux de choc thermique), nous présentons un nouveau modèle plus proche de la réalité physique du choc thermique: l'approche locale. Par ailleurs, un dispositif original de choc et fatigue thermique a été mis au point: il réalise un cyclage thermique entre un four (20 a 1250c) et un jet d'air comprime (20. . 700c) et caractérise la dégradation par mesure de l'émission acoustique. Les essais ont été conduits sur des oxydes céramiques (alumine et zircone) et fournissent des résultats expérimentaux en accord remarquable avec les conclusions issues de l'approche locale (écart de température critique, profondeur des fissures à l'issue du choc thermique)