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Mesure des énergies de rupture interfaciale : problématique et exemples de résultats d'essais de gonflement-décollement

Published online by Cambridge University Press:  28 September 2005

Michel Dupeux
Michel Dupeux*
Affiliation:
Laboratoire de Thermodynamique et Physico-Chimie Métallurgiques (CNRS/INPG/UJF), ENSEEG, BP 75, 38402 Saint Martin d'Hères Cedex, France
*
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Abstract

La résistance mécanique des interfaces entre deux matériaux différents constitue un problème critique, tant d'un point de vue fondamental que d'un point de vue appliqué. De fait, la décohésion interfaciale est un mécanisme fréquent de défaillance des composants multimatériaux ou des pièces revêtues, d'usage de plus en plus courant dans les technologies avancées actuelles.Un certain nombre de considérations générales sont exposées sur les phénomènes de décohésion et la mécanique de la rupture interfaciale, dans l'objectif d'en déduire les critères qui assurent une validité optimale aux résultats des essais mécaniques de mesure d'adhérence. Parmi les techniques expérimentales existantes, l'accent est mis sur celles qui permettent une détermination fiable de l'énergie de rupture interfaciale. Le cas de l'essai de gonflement-décollement est développé. Les résultats obtenus par cette technique sur plusieurs systèmes couches/substrats sont présentés et commentés.

Keywords

Interfacesinterfacial fractureadhesionadhesion energybulge and blister testInterfacesrupture interfacialeadhérenceénergie d'adhérenceessai de gonflement-décollement
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 5 , Issue 4 , July 2004 , pp. 441 - 450
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2004

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References

Revue de Métallurgie, Science et Génie des Matériaux, Numéro spécial sur le thème Adhésion, adhérence, N° 5, Mai 1997
Chaboche, J.L., Girard, R., Levasseur, P., On the interface debonding models, Int. J. Damage Mechanics 6 (1997) 220–257 CrossRef
Cao, H.C., Evans, A.G., An experimental study of fracture resistance of bimaterial interfaces, Mechanics of Materials 7 (1989) 295–304 CrossRef
Wang, J.S., Suo, Z., Experimental determination of interfacial toughness curves using brazil-nut-sandwiches, Acta Metal. Mater. 38 (1990) 1279–1290 CrossRef
Liechti, K.M., Chai, Y.S., Asymmetric shielding in interfacial fracture under in-plane shear, J. Appl. Mechanics 59 (1992) 295–304 CrossRef
O'Dowd, N.P., Stout, M.G., Shih, C.F., Fracture toughness of alumina-niobium interfaces: experiments and analyses, Phil. Mag. A 66 (1992) 1037–1064 CrossRef
Dundurs, J., Discussion on: Edge-bonded dissimilar orthogonal elastic wedges under normal and shear loading, D.B. Bogy (ed.), J. Appl. Mechanics 36 (1969) 650–652 CrossRef
Shih, C.F., Cracks on bimaterial interfaces: elasticity and plasticity aspects, Mat. Sci. Eng. A 143 (1991) 77–90 CrossRef
D. Leguillon, S. Bein, M. Dupeux, J. Frelat, Mixité modale pour une fissure d'interface ; application à l'essai brésilien, Revue Européenne des Éléments Finis 9(1-2-3) (2000) 263–276
J. Laurencin, M. Dupeux, D. Leguillon, Amorçage et propagation d'une fissure à l'interface d'un bi-matériau, Communication au Colloque de l'École de Mécanique Mecamat – Aussois 2002, Mécanismes et déformations dans les matériaux multiconstituants, Aussois, 21–25 Janvier 2002
Chouaf, A.K., Loppin, G., Ignat, M., Terriez, J.M., Analysis of stresses at singular points of patterned structures, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 309 (1993) 211–216 CrossRef
D. Leguillon, K. Siruguet, Finite fracture mechanics – Application to the onset of a crack at a bimaterial corner, Proc. IUTAM Symp. on Analytical and computational fracture mechanics of non-homogeneous materials, Cardiff (UK), 18–22 June 2001, B.L. Karihaloo (ed.), Kluwer Acad. Press, Dordrecht, Germany, pp. 11–18
Leguillon, D., Strength or toughness ? A criterion for crack onset at a notch, Eur. J Mech. A/Solids 21 (2002) 61–72 CrossRef
Pawel, J.E., McHargue, C.J., Testing of adhesion of thin films to substrates, J. Adhesion Sci. Technol. 2(5) (1988) 369–383 CrossRef
Rickerby, D.S., A review of the methods for the measurement of coating-substrate adhesion, Surf. Coatings Technol. 36 (1988) 541–557 CrossRef
Steinmann, P.A., Hintermann, H.E., A review of the mechanical tests for assessment of thin film adhesion, J. Vac. Sci. Technol. A7(3) (1989) 2267–2272 CrossRef
O'Dowd, N.P., Shih, C.F., Stout, M.G., Test geometries for measuring interfacial fracture toughness, Int. J. Solids Structures 29(5) (1992) 571–589 CrossRef
Lin, C.K., Berndt, C.C., Measurement and analysis of adhesion strength for thermally sprayed coatings, J. Thermal Spray Technol. 3(1) (1994) 75–104 CrossRef
Weiss, H., Adhesion of advanced overlay coatings : mechanisms and quantitative assessment, Surf. Coatings Technol. 71 (1995) 201–207 CrossRef
Volinsky, A.A., Moody, N.R., Gerberich, W.W., Interfacial toughness measurements for thin films on substrates, Acta Mater. 50 (2002) 441–466 CrossRef
A. Bosseboeuf, M. Dupeux, M. Boutry, T. Bourouina, Bulge and Blister Test for Assessment of Coating Strength and Interfacial Adhesion: Experimental Challenge and Theoretical Tools, Proc. Int. Workshop on Mechanical behaviour of P.V.D. Coated Materials, 13–17 Oct. 1997, Holzau/Erzgebirge (All.), Techn. Univ. Bergakademie Freiberg, 1998, pp. 169–181
Dupeux, M., Bosseboeuf, A., Bourouina, T., Buttard, D., Investigation of the Mechanical Properties and Adhesion of P.V.D. Tungsten Films on Si and Silicon Compounds by Bulge and Blister tests, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Ser. 518 (1998) 87–92 CrossRef
Mougin, J., Dupeux, M., Galerie, A., Antoni, L., Study of the adhesion of thermal oxide layers grown on several ferritic stainless steel using the inverted blister test, Mater. Sci. Technol. 18 (2002) 1217–1220 CrossRef