Borosilicate glasses : from viscoplasticity to indentation cracking ?

Dépendance de la vitesse de déformation et de la composition des verres silicatés sur leurs mécanismes de plasticité Comprendre les mécanismes de rupture des verres est d'une importance cruciale en raison des vastes applications industrielles de ces matériaux, où la maîtrise de leurs propriétés mécaniques détermine leur performance et leur durabilité. L'examen approfondi des mécanismes de plasticité sous indentation dans les verres aluminoborosilicatés a mis en évidence le rôle déterminant de la composition chimique sur le comportement mécanique et à la rupture. Il est apparu que la présence et la concentration relative de modificateurs de réseau tels que les oxydes alcalino-terreux, ou bien une plus grande concentration de bore en tant que formateur de réseau, influencent significativement l'écoulement plastique localisé sous forme de bandes de cisaillement ainsi que la résistance à l'initiation et à la propagation des fissures, suggérant que des ajustements précis de la composition peuvent améliorer la résistance de ces matériaux face aux sollicitations mécaniques. D'autre part, un ensemble de caractérisations mécaniques et thermiques de ces verres a permis d'établir des premières corrélations entre leur structure et leur comportement mécanique sous indentation. Par ailleurs, l'étude de l'effet de l'irradiation électronique sur la plasticité des verres silicatés a révélé que l'exposition aux électrons peut accroître la sensibilité de ces matériaux à la déformation plastique, modifiant leur structure microscopique et leurs propriétés mécaniques. Il s'est avéré que l'irradiation électronique catalyse les réarrangements structuraux, sous contrainte, liés à la plasticité, entraînant une nette diminution de la limite d'élasticité du verre silicaté. Ces modifications ont été analysées à travers des modèles avancés de relaxation et de déformation, permettant de quantifier et de prévoir l'impact de l'irradiation sur le comportement des verres. Ces travaux contribuent à la compréhension des processus de plasticité dans les verres et ouvrent la voie à des stratégies d'optimisation de leurs propriétés mécaniques, notamment en concevant des compositions spécifiques pour renforcer leur résistance dans des environnements industriels exigeants ou soumis à des conditions sévères.