Etude des mécanismes d'ablation et des modifications induites sur matériaux céramiques par rayonnement laser UV

par Gines Nicolas Costa

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Michel Autric.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Ce travail concerne l'etude theorique et experimentale de l'interaction entre un rayonnement laser uv et des materiaux ceramiques dans le but de comprendre les phenomenes mis en jeu et d'appliquer les resultats au traitement de surface. Ce memoire comporte deux parties : - la premiere debute par une description generale des materiaux etudies (aln, sic, al203, zr02), de leurs proprietes, de leur mode d'elaboration et de leurs principales utilisations. Ce premier chapitre est suivi d'une presentation des phenomenes d'interaction qui se deroulent au cours de l'irradiation d'un materiau solide par un rayonnement laser. Un troisieme chapitre aborde le probleme des instabilites de surface qui perturbent et degradent la qualite du traitement laser. Un modele correspondant a nos ocnditions a ete etudie de maniere a predire theoriquement les regimes pour lesquels un lissage de la surface pouvait etre obtenu. - la deuxieme concerne le travail experimental realise. Une description du dispositif experimental et des procedes de controle mis en place est donnee. Un certain nombre de techniques de caracterisation de surface ayant permis l'analyse des materiaux etudies est alors decrit. Les premiers resultats experimentaux relatifs aux phenomenes qui se produisent au-dessus de l'echantillon concernent la determination de l'apparition du plasma et la visualisation de son expansion grace a une methode optique. Les resultats suivants se rapportent aux materiaux eux-memes, et notamment aux modifications physico-chimiques qu'ils ont subi a la suite du traitement laser (morphologie, topographie, porosite, durete, composition chimique. . . ). Une attention plus particuliere a ete apportee a la topographie de surface et les resultats experimentaux ont ete compares avec les predictions theoriques fournis par le modele cite precedemment.

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