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Utilisation raisonnée de contaminants pour caractériser la rhéologie des 1ers et 3ème corps solides (Application à la tribologie en ambiances spatiales)

机译：合理使用污染物来表征第一和第三固体的流变学（应用于空间环境中的摩擦学）

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Dès les débuts de la conquête spatiale, la tribologie spatiale est considérée comme une discipline à part entière car il s agit de lubrifier un mécanisme non seulement dans le vide spatial, mais aussi lors des opérations au sol, et ceci dans différents environnements (vide simulé, air sec et humide, azote sec). Un lubrifiant spatial, fluide ou solide, doit donc relever le défi de procurer le comportement tribologique désiré dans ces environnements successifs, mais doit aussi résister aux sollicitations dynamiques induites par le lancement. Dans l espace, le mécanisme doit y être autonome sans maintenance et sa lubrification doit être maintenue pendant au moins 15 ans (800 millions de cycles pour un roulement) tout en conservant fiabilité et précision de positionnement ( rad). Malgré ces enjeux, la maîtrise tribologique spatiale se limite à de l empirisme et du conservatisme de solutions techniques, notamment lors de l emploi des matériaux sources de lubrifiants solides qui font l objet de cette étude. Dans les faits, seules des recommandations d utilisation existent sans pouvoir prédire le comportement tribologique des solutions. Cette prédiction nécessite la reconstitution de la vie des contacts . Cette dernière nécessite l évaluation des débits de 1ers et 3ème corps. Ces débits dépendent d un couplage multi-échelles et multi-physique forcé par les sollicitations tribologiques. Pour décrypter ces débits, une démarche expérimentale qui couple des mesures mécano-chimiques en temps réel et des analyses post-essai a été développée (forces, analyse de gaz, visualisation électronique et photonique). La simultanéité des mesures permet d étudier le couplage entre les phénomènes mécaniques (créations de particules de 3ème corps, déformations plastiques des 1er corps) et physicochimiques (adsorption/désorption, modifications chimiques des 1ers et 3ème corps). La démarche est appliquée à l étude de deux triplets tribologiques ayant respectivement des 1ers corps en MoS2 et MoS2+Ti dont les comportements tribologiques sous vide et sous air humide sont antagonistes. L utilisation de leur antagonisme permet de mieux comprendre la réponse des 1er et 3ème corps aux sollicitations tribologiques. La reconstitution de la vie de ces triplets a montré : (1) le rôle bénéfique de la structure colonnaire dans l obtention d un facteur de frottement faible et d une longue durée de vie, non parce qu elle est intrinsèquement colonnaire mais parce qu elle localise la production de 3ème corps; (2) le rôle bénéfique des contaminations internes et externes aux 1ers et 3ème corps qui délocalisent l accommodation du volume du 3ème corps vers les complexes de surface, ce qui explique par exemple que l environnement N2 sec ne puisse, même pour des raisons économiques, simuler l ultravide. In fine, ces travaux permettent de spécifier une démarche de conception de triplets tribologiques qui sera généralisée ultérieurement grâce à la tribologie numérique
机译：从太空征服的开始，空间摩擦学本身就是一门学科，因为它不仅涉及在空间真空中，而且还涉及在地面操作中以及在不同环境（模拟真空）中的润滑机制。 ，干燥潮湿的空气，干燥氮气）。因此，空间，流体或固体润滑剂必须满足在这些连续环境中提供所需摩擦学行为的挑战，而且还必须抵抗发射引起的动态应力。在太空中，该机构必须在没有维护的情况下是自主的，并且其润滑必须保持至少15年（轴承为8亿个循环），同时还要保持可靠性和定位精度（rad）。尽管存在这些挑战，但空间摩擦学控制仅限于经验主义和技术解决方案的保守性，特别是在使用本研究主题的固体润滑剂原料时。实际上，仅存在使用建议，而无法预测溶液的摩擦学行为。此预测要求重新构造触点寿命。后者需要对第一和第三实体的流程进行评估。这些速率取决于摩擦应力引起的多尺度和多物理耦合。为了解密这些流速，已经开发了一种结合了实时机械化学测量和测试后分析的实验方法（力，气体分析，电子和光子可视化）。测量的同时性使得研究机械现象（第三体的颗粒的产生，第一体的塑性变形）与物理化学（吸附/解吸，第一体和第三体的化学修饰）之间的耦合成为可能。该方法适用于研究在MoS2和MoS2 + Ti中分别具有第一体的两个摩擦三重态，它们在真空和潮湿空气中的摩擦行为是拮抗的。利用它们的拮抗作用，我们可以更好地了解第一体和第三体对摩擦应力的反应。这些三胞胎寿命的重建表明：（1）柱状结构在获得低摩擦系数和长使用寿命方面的有益作用，不是因为它本质上是柱状而是因为它局部化了第三车身生产； （2）内部和外部污染对第一和第三主体的有益作用，这将第三主体的容积重新定位在表面配合物中，例如，这解释了即使出于经济原因，干燥的氮气环境也无法实现，模拟超高真空。最终，这项工作使得可以指定一种设计摩擦学三重态的方法，该方法将在以后由于数字摩擦学而得到推广。

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