Diagnostic de décharges et post-décharges établies a diverses fréquences (de 13,56 mhz a 2450 mhz) dans des mélanges ar-n#2-h#2-ch#4 en écoulement : contribution à la réalisation et à la modélisation d'un réacteur de nitruration fonctionnant en post-décharge micro-onde

par Hugues Malvos

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Henri Michel.

Soutenue en 1993

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Plusieurs décharges micro-ondes, réalisées dans des conditions diverses, sont étudiées afin d'obtenir des informations sur les espèces réactives présentes dans la post-décharge. On s'attache à décrire la distribution énergétique des espèces excitées et à déterminer les constantes cinétiques des diverses réactions de recombinaison de l'azote atomique. Des post-décharges issues de divers mélanges ar-n#2-h#2-ch#4 sont également étudiées. Une autre partie des travaux, consacrée à l'étude du matériau confirme la possibilité de réaliser un traitement homogène sur un échantillon cylindrique de 2 cm de long et 1 cm de diamètre et ouvre des perspectives pour le traitement d'objets plus complexes. Les différentes expériences réalisées permettent de comparer les traitements effectues avec deux mélanges gazeux: un mélange ar-11%n#2 et un mélange ar-11%n#2-5*10##3#%ch#4. Par ailleurs on s'attache à développer un modèle mathématique du réacteur expérimental utilisé pour le traitement du matériau. Trois conditions opératoires retenues expérimentalement font l'objet d'une attention particulière, dont celles de la décharge effectivement utilisée pour le traitement d'échantillons de fer pur. Le modèle met clairement en évidence la très forte influence de la pression sur la recombinaison de l'azote atomique au sein de la phase gazeuse en écoulement. Enfin, deux séries de tests permettent de comparer des résultats expérimentaux aux résultats théoriques prédits par le modèle. Les mesures effectuées portent sur la détermination de profils de vitesse par vélocimétrie laser, ainsi que sur l'analyse métallographique d'échantillons cylindriques de 30 cm de long. La connaissance, grâce au modèle développé, de la concentration en azote atomique dans le gaz en écoulement au voisinage de la surface de l'échantillon représente un premier pas vers l'établissement d'une expression fine de la cinétique de la réaction de nitruration en post-décharge micro-onde

  • Titre traduit

    Diagnosis of discharges and post-dischanges realized at different frequencies (from 13. 56 mhz to 2450 mhz) in flowing ar-n#2h#2-ch#4 gas mixtures : contribution to the realizaiton and the modelling of a microwave post-discharge nitriding reactor


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  • Annexes : 140 ref.

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