Impact du prétraitement des poudres de lubrifiants solides sur la réponse tribologique des composites

L’objet de ce volet est d’investiguer l’effet de la méthodologie d’élaboration sur les propriétés en frottement et en usure des composites de l’étude. Comme on l’a signalé au chapitre précédent (séquence 2.3), cette méthodologie comporte une première phase de prétraitement des poudres suivie d’une seconde phase de mélangeage et de micro-injection.La figure 3.26-a présente les courbes superposées de l’évolution du coefficient de frottement moyen en fonction du nombre de cycle pour les composites en PC à différents taux massiques de MoS2 prétraité. En faisant la comparaison avec la méthode d’injection directe, l’allure générale des courbes et la variation du coefficient de frottement en fonction du taux massique de MoS2 apparaissent similaires.La figure 3.26-b présente l’évolution du coefficient de frottement en fonction du taux massique (en %) de MoS2 à 10 000 cycles de frottement par glissement. Le coefficient de frottement diminue remarquablement en fonction du taux de MoS2, il passe de 0,73 dans lecas du PC à 0,53 suite à l’insertion de 10% en masse de poudre de MoS2 prétraitée. La valeur stabilisée (à 10 000 cycles) du coefficient de frottement du PC mélangé et micro-injecté (PC_2) est légèrement supérieure à celle obtenue avec le PC injecté directement (égale à 0,70).

cas du PC à 0,53 suite à l’insertion de 10% en masse de poudre de MoS2 prétraitée. La valeur stabilisée (à 10 000 cycles) du coefficient de frottement du PC mélangé et micro-injecté (PC_2) est légèrement supérieure à celle obtenue avec le PC injecté directement (égale à 0,70).Similairement, le volume d’usure montre une diminution progressive de ses valeurs en fonction du taux massique de la poudre de MoS2 prétraitée (Figure 3.27). La valeur initiale à0% de MoS2 est de 6,15×10-3 mm3 et elle passe à 3,15×10-3 mm3 pour un taux massique de MoS2 égal à 10%. Le volume d’usure du PC_2 semble augmenter aussi en le comparant àcelui du PC directement injecté, il varie de 4,03×10-3 mm3 pour le directement injecté à 6,15×10-3 mm3 pour le mélangé micro-injecté. D’une manière générale, les mêmesconclusions peuvent être tirées de l’apport bénéfique porté à une matrice en PC en termes de frottement et d’usure suite à l’ajout de certaines fractions massiques de MoS2.Les paragraphes suivants se focaliseront sur l’impact du second procédé d’élaboration sur le comportement tribologique des composites PC/Gr. L’allure générale des courbes defrottement des composites (Figure 3.28-a) montre une diminution de l’intensité du pic de frottement par rapport à celle du PC_2. De légères instabilités sont présentes au cours des cycles de frottement, leur fréquence est moindre que celle obtenue avec les composites en PC/Gr directement injectés. On note aussi une légère amélioration du coefficient de frottement en fonction du pourcentage massique de la poudre de graphite ajoutée. À 10 000 cycles de frottement par glissement (Figure 3.28-b), le coefficient de frottement diminue à fur et à mesure que le taux massique de graphite augmente, sa valeur passe de 0,73 dans le cas du PC_2 à 0,65 dans le cas du composite à 10% massique de poudre de graphite prétraitée.

En effet, on peut discerner clairement les phénomènes de détachement et de redéposition des débris d’usure suite à de sévères déformations plastiques du faciès de frottement du PC_2 (Figure 3.30-a), de plus, le profil transversal typique de sa trace d’usure (Figure 3.30-d) montre la prépondérance des reliefs positifs et négatifs. De même, la micrographie optique du faciès de frottement du composite en PC_2 à 10% en masse de la poudre de MoS2 prétraitée montre une abondante présence de stries d’abrasion et une diminution remarquable de la quantité de matière accumulée à l’extrémité de sa trace d’usure. Le profil transversal enregistre aussi la quasi-absence de reliefs positifs ce qui nous mène aux mêmes constatations que précédemment en termes de transformation de l’usure à un mécanisme plutôt abrasif. Pareillement, la trace d’usure du composite à 10% en masse de graphite montre la présence de fines stries peu profondes et une légère accumulation de la matière frottée à l’extrémité de la trace. Son profil transversal enregistre une trace creusée à l’intérieur de la zone de contact et la disparition des reliefs positifs. Dans ce cas, l’usure se transforme en une usure abrasive douce alors qu’une usure abrasive/adhésive sévère a été identifiée pour les composites formés par injection directe.