Dispositif d'essai de résistance à la flexion de la céramique (ASTM C1161)

Modèle n° WTF-CF (acier inoxydable)

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Fig. 1 : Dispositif d'essai de résistance à la flexion de la céramique, entièrement articulé.

L'essai de résistance à la flexion des céramiques est principalement régi par la norme ASTM C1161 (référence 1). Cette norme ASTM particulière définit des tailles d'échantillons spécifiques, correspondant à un choix de trois portées de support, à savoir 20, 40 ou 80 mm, appelées Configurations A, B et C, respectivement. Ces configurations utilisent des éprouvettes de 1,5, 3,0 et 6,0 mm d'épaisseur, respectivement. Il est possible d'utiliser un chargement à trois ou quatre points et un montage d'essai semi-articulé ou entièrement articulé.Le but de l'articulation est d'accommoder toute torsion ou manque de planéité de l'éprouvette, car les éprouvettes sont souvent testées à l'état brut.

La configuration B, avec un chargement entièrement articulé en quatre points, comme le montre la figure 1, est de loin la configuration la plus utilisée. Il y a peu de raisons d'utiliser une charge semi-articulée, car la complexité du montage, et donc le coût, ne sont pas beaucoup moins élevés que pour une charge entièrement articulée. Des exemples de montages semi-articulés sont illustrés à la Fig. 2.

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Fig. 2 : Dispositif de flexion semi-articulé à trois points (gauche), dispositif de flexion semi-articulé à quatre points (droite).

Il existe également d'autres normes ASTM pour les essais de flexion des céramiques et de leurs composites. Par exemple, la norme ASTM C1341 (référence 2) traite spécifiquement des composites céramiques. Elle autorise une gamme de tailles d'éprouvettes et de rapports entre la portée et l'épaisseur de l'éprouvette. Des charges à trois ou quatre points peuvent être utilisées.

L'ASTM C1211 (référence 3) est une extension de l'ASTM C1161 pour les essais à des températures élevées. L'ASTM C1421 (référence 4) est une extension pour les essais de ténacité à la rupture. Les montages d'essai sont toutefois les mêmes que ceux de l'ASTM C1161. Wyoming Test Fixtures peut concevoir et fabriquer des montages d'essai adaptés à l'une ou l'autre de ces normes.

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Fig. 3 : Version miniature du dispositif d'essai de flexion en céramique

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Fig. 4 : Version miniature de l'essai de flexion à quatre points

Sources d'informations supplémentaires :

1) ASTM Standard C1161-13 (2013), "Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1990).

2) ASTM Standard C1341-13 (2013), "Flexural Properties of Continuous Fiber-Reinforced Advanced Ceramic Composites", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1996).

3) ASTM Standard C1211-13 (2013), "Flexural Strength of Advanced Ceramics at Elevated Temperatures", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1990 en tant que mise à jour de la norme MIL-STD 1942, datée de 1983).

4) ASTM Standard C1421-10 (2010), "Determination of Fracture Toughness of Advanced Ceramics at Ambient Temperature", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania (publié pour la première fois en 1999).