Contribution a l'etude du mouillage et de l'adhesion thermodynamique des metaux et alliages liquides sur le carbure de silicium

par CYRIL RADO

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Nicolas Eustathopoulos.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Dans ce travail nous avons realise une etude experimentale et theorique des proprietes de mouillage (angles de contact a l'equilibre et cinetiques d'etalement) et d'adhesion (travail d'adhesion) des metaux purs ni, cu et ag, et de leurs alliages formes avec le si sur des substrats de sic-. Les principaux parametres explores sont la temperature, la concentration des alliages en si, la polarite et la microstructure de sic et la nature de la phase vapeur. Les experiences de mouillage sont realisees par la methode de la goutte posee dans deux installations differentes (four metallique type ultravide et four en alumine) en utilisant deux configurations differentes : la configuration conventionnelle de goutte posee et une configuration originale (goutte deposee) que nous avons concue specialement pour l'etude des cinetiques d'etalement. Les produits de reaction entre les phases volumiques en contact sont caracterises par microanalyse x et microscopie electronique a balayage. L'etat de surface des substrats de sic avant l'experience et apres traitement thermique est controle par profilometrie optique haute resolution, spectroscopie d'electrons auger et spectroscopie de photoelectrons x. Pour interpreter et generaliser nos resultats de mouillage nous proposons un modele thermodynamique permettant d'acceder aux grandeurs d'equilibre (angle de contact, travail d'adhesion et d'immersion) des metaux purs me et des alliages me-si sur sic a partir de deux types de parametres : l'energie d'interaction me-si dans l'alliage liquide et les energies de surface des constituants liquides purs me et si. Pour ce qui est de la cinetique d'etalement nous avons montre qu'elle est controlee par la vitesse d'elimination des barrieres de mouillage constituees par la couche de sic oxyde formee aux faibles temperatures et fortes pressions d'oxygene ou encore par la couche de sic graphitise formee aux temperatures elevees et faibles pressions d'oxygene.


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Informations

  • Détails : 224 P.
  • Annexes : 156 REF.

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