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3 - MISE EN ŒUVRE ET INTERPRÉTATION DE L’ESSAI DE RAYURE

4 - RÉSULTATS DE TESTS SCRATCH SUR DIFFÉRENTS MATÉRIAUX

5 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

6 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : TRI150 v1

Tests de rayure

Auteur(s) : Guillaume BERTHOUT, Nicholas X. RANDALL

Relu et validé le 28 mai 2021

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RÉSUMÉ

Bien que le test de rayure soit devenu un outil de mesure courant tant en recherche qu’en industrie pour le contrôle qualité, l’utilité de cette technique et sa capacité à fournir un résultat quantitatif sur l’adhérence d’un revêtement n’ont été abordées qu’à partir des années 2000. Cet article analyse les progrès réalisés dans l’interprétation des données et la détermination de propriétés mécaniques connexes à l’adhérence. L’utilisation combinée de l’essai de rayure avec d’autres techniques a fourni des informations complémentaires sur les endommagements induits qui n’étaient pas exploitables auparavant. L’article fait donc état de ces divers développements et présente ce que seront les prochains défis.

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ABSTRACT

Scratch Testing

Although the scratch test has now become commonplace both in research as a measurement tool and in industry as a Quality Control method, its utility in gaining a quantitative measure of the adhesion of a coating has only been approached in the past few years. This article provides a timely review of recent progress made in extracting quantitative data from the scratch test. The combined use of the scratch test with other techniques has revealed additional data on sub-surface events that were not previously accessible. This article reviews these developments and looks ahead at future challenges.

Auteur(s)

  • Guillaume BERTHOUT : Chef produits - Anton Paar France, Courtaboeuf, France

  • Nicholas X. RANDALL : Lead Scientist et Product Manager - Anton Paar TriTec, Peseux, Suisse

INTRODUCTION

Cet article délivre une analyse précise sur les techniques de rayages instrumentés (en anglais communément appelées « scratch testing »). Ces dispositifs permettent de manière générale de caractériser de façon qualitative des revêtements et des couches minces. L’interprétation des données délivrées par ces instruments a été facilitée suite à l’avènement d’outils performants, telle que l’imagerie panoramique, le suivi du profil du test scratch et la synchronisation spatiale lors de l’observation optique d’une rayure. En outre la possibilité de modéliser la déformation d’un revêtement et de son substrat en fonction de la charge appliquée permet d’ajuster les paramètres de test pour favoriser un positionnement du maximum du champ de contrainte non loin de l’interface. Cela a conduit notamment à développer un large panel d’indenteurs avec des conditions et des pressions de contact appropriées.

Des progrès importants ont également été réalisés dans l’utilisation de la technique scratch pour mesurer des propriétés mécaniques connexes à l’adhérence telles que la ténacité, la dureté, la viscoélasticité. De même l’utilisation combinée de l’essai de rayure avec d’autres techniques comme la microscopie acoustique, la spectroscopie Raman, la microscopie in situ, etc. a fourni des informations complémentaires sur les endommagements induits (craquelures, fatigue, rupture) qui n’étaient pas systématiquement accessibles ou exploitables auparavant. L’article fait donc état de ces divers développements et présente ce que seront les défis de demain.

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KEYWORDS

coatings adherence   |   scratch resistance   |   sub-surface damages   |   extracting data

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-tri150


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - HEAVENS (O.S.) -   *  -  J. Phys. Radium 11 355 (1950).

  • (2) - BENJAMIN (P.), WEAVER (C.) -   *  -  Proc. R. Soc. London, Ser. A, 254 163 (1960).

  • (3) - LAENG (P.), STEINMANN (P.A.) -   Proceedings of the 8th International Conference on Chemical Vapor Deposition, Gouvieux, France,  -  15-18 Sept 1981, Electrochemical Society, 81-7, p. 723.

  • (4) - STEINMANN (P.A.), LAENG (P.), HINTERMANN (H.E.) -   *  -  Mater. Tech. 13 85 (1985).

  • (5) - VALLI (J.) -   *  -  J. Vac. Sci. Technol. A 4 3007 (1986).

  • (6) - BURNETT (P.J.), RICKERBY (D.S.) -   *  -  Thin Solid Films 154 403 (1987).

  • ...

1 Outils logiciels

Saxonian Institute of Surface Mechanics, FilmDoctor

http://www.siomec.de/FilmDoctor

HAUT DE PAGE

2 Sites Internet

Anton Paar Scratch Testers

http://www.anton-paar.com/corp-en/products/group/scratch-tester/

HAUT DE PAGE

3 Normes et standards

ASTM D6677 - Standard test method for evaluating adhesion by knife, ASTM International

ASTM D3359 - Standard test methods for rating adhesion by tape test, ASTM International

ASTM D3363 - Standard test method for film hardness by pencil test, ASTM International

ASTM D4541 - Standard test method for pull-off strength of coatings using portable adhesion testers, ASTM International

ASTM D2197 - Standard test method for adhesion of organic coatings by scrape adhesion, ASTM International

ISO 20502 - Fine ceramics – determination of adhesion of ceramic coatings by scratch testing

DIN EN 1071-3 - Advanced technical ceramics : Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test

ASTM D7027 - Standard test method...

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1/ Quiz d'entraînement

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2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


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