Décharges électriques dans le vide : impact de microparticules sphériques de fer de la taille du micron sur des électrodes polies mécaniquement I : effets mécaniques du choc

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Abstract
On a étudié l'impact de microparticules accélérées électrostatiquement (taille : quelques microns, vitesse : de 20 à 200 m/s) sur une cible métallique (Al, Cu, Ni, Au) dans un vide industriel (10-5 torr) et sous incidence quasi normale. On montre que le comportement des microparticules est identique à celui d'une bille macroscopique indéformable tombant sur un plan : choc inélastique, diminution du coefficient de restitution e quand la vitesse incidente augmente, indépendance de e vis-à-vis du rayon de la microparticule. L'interprétation théorique de Tabor du choc d'une bille macroscopique reste valable tant qualitativement que quantitativement à condition d'utiliser des formules rigoureuses pour le volume de l'empreinte. Les formules générales devenant alors inextricables, on en a effectué une résolution numérique. On en a déduit la variation du diamètre D = Ci × R × v1 (α1 ≃ 0,5) et de la profondeur h = C 2 × R × vα12 (α 2 ≃ 1,1) de l'empreinte sur la cible en fonction du rayon R et de la vitesse incidente v 1 de la microparticule, ainsi que la proportionnalité du volume de l'empreinte et de l'énergie cinétique de la microparticule incidente. La valeur trouvée de la limite d'élasticité est supérieure à la valeur macroscopique mesurée par les méthodes de traction ou de compression (environ 4 fois pour l'aluminium). Ces résultats sont en accord avec ceux de Rudolph qui a étudié le même phénomène pour des vitesses plus élevées (500 m/s-10 km/s)

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