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Technical Report NTB 85-51
Determination of crack growth parameters of alumina in 4-point bending tests
Dans plusieurs pays on étudie la possibilité d'utiliser des conteneurs en alumine pour l'entreposage final des déchets radioactifs. Dans ce type de matériaux céramiques la croissance sous-critique des fissures représente un mécanisme important pouvant conduire à la rupture du conteneur.
On a étudié, par les méthodes de la mécanique de la rupture, la propagation des fissures, à 70°C et dans une solution fortement corrosive, dans un type particulier d'alumine pressé isostatiquement à chaud. A l'aide d'une méthode récemment développée d'évaluation des essais de durée de vie sous flexion, on a pu mesurer des taux de propagation de fissure allant jusqu'à 10-11 m/s.
On a constaté que la vitesse de propagation des failles est proportionnelle au facteur d'intensité à la puissance n = 20, dans l'ensemble du domaine considéré. Dans la littérature on trouve des valeurs n > 100 obtenues antérieurement pour le même matériau par la méthode de double torsion. Il est probable que la discrépance entre ces deux résultats est due à des effets de courbe R (c.-à-d. à une augmentation du facteur critique d'intensité au cours de la propagation de la fissure): cet effet aurait une influence sur le comportement des macrofissures différente de celle qu'il a sur la propagation des fissures naturelles, de l'ordre de grandeur de 100 μm.
Si l'on tient compte de la durée de vie requise pour un conteneur pour l'entreposage final de déchets radioactifs, on constate que la faible valeur mesurée pour l'exposant de croissance impose de limiter fortement les contraintes en tension.