Etude de la croissance et des propriétés des dépôts de chrome et de tungstène obtenus par pulvérisation cathodique magnétron

par Christophe Paturaud

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Jean Machet.


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  • Résumé

    Dans le cas de la pulverisation cathodique magnetron, technique de depot sous vide en phase vapeur (pvd) nous avons degage l'influence des principaux mecanismes physiques regissant les proprietes des depots de chrome et de tungstene. En fonction des conditions de depot, les proprietes telles que la microdurete vickers, le niveau de contraintes residuelles et l'orientation cristallographique varient dans le larges proportions. Pour expliquer ces phenomenes, nous avons determine pour un parametre macroscopique fixe (densite de puissance cible, nature du gaz de pulverisation ou tension de polarisation du substrat), le flux et l'energie des principales especes participant a la croissance du depot. Ces caracteristiques microscopiques sont differentes dans le cas du chrome ou du tungstene. Le calcul a ete valide au moyen d'une mesure experimentale de la densite de puissance totale arrivant sur le substrat. Pour les deux materiaux, il existe une etroite relation entre la teneur en gaz de pulverisation incorpore dans le depot et la valeur de microdurete. Ainsi, tous les parametres macroscopiques generant des especes de gaz de pulverisation suffisamment energetiques pour s'incorporer provoque une augmentation de la microdurete. Hv0,1 varie de 4 a 12 gpa pour cr et de 8 a 24 gpa pour w, pour une teneur en argon variant de quelques % at. . L'augmentation du bombardement du depot en croissance et plus particulierement de la quantite de mouvement apportee par les differentes especes incidentes se traduit par une augmentation du niveau de contraintes residuelles en compression jusqu'a une saturation traduisant un phenomene de plastification. Ce niveau maximum se situe autour de -1,5 gpa pour cr et de -4 gpa pour w. La temperature de croissance joue egalement un role important dans l'evolution des proprietes des depots de cr. Son augmentation provoque notamment une diminution de l'incorporation de gaz. Son role est moins important pour w, plus refractaire.

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Informations

  • Détails : 120 p

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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