Etude du procede de synthese de compose en surface de cibles solides par plasma induit par laser : application a la synthese de nitrure de titane

par Anne-Lise Thomann

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de C. LEBORGNE.

Soutenue en 1995

à Orléans .

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  • Résumé

    Ce sujet porte sur l'elaboration de couches minces a la surface de materiaux dans le but d'ameliorer leurs caracteristiques mecaniques. La methode utilisee est la synthese par irradiation laser directe qui est etudiee sur un cas simple: la nitruration du titane, puis appliquee a celle de l'aluminium, moins couramment realisee. La technique consiste a focaliser un faisceau laser (laser co2 en ir ou laser xecl en uv) sur le metal dans une atmosphere gazeuse contenant de l'azote. Un plasma est initie au dessus de la surface dont depend l'efficacite de la synthese. On etudie l'influence des parametres experimentaux sur la synthese en caracterisant d'une part le plasma et d'autre part les surfaces en contact. L'etude du plasma se fait par spectroscopie d'emission ; la composition chimique et l'organisation cristalline des couches sont obtenues a la surface et en profondeur a l'aide d'un ensemble de techniques d'analyse des materiaux complementaires: spectroscopie des photoelectrons (xps), retrodiffusion rutherford (rbs), diffraction des rx en incidence rasante, diffraction electronique, cliches de microscopie electronique a balayage ou en transmission. La correlation entre ces differents resultats montre que la presence du plasma est necessaire a la synthese et que la nature de l'interaction laser/matiere influe sur certaines caracteristiques des couches. Les couches sont composees d'azote qui a diffuse dans la matrice metallique, le nitrure ayant ete effectivement synthetise en surface. L'utilisation du laser co#2 permet d'obtenir des couches plus epaisses, mais dont l'etat de surface est perturbe a cause de l'action de recul de l'onde de detonation qui se developpe dans ce cas. Bien que plus delicate, la nitruration de l'aluminium a egalement ete obtenue par ce procede plasma-laser


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  • Détails : 293 P.
  • Annexes : 104 REF.

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