Caracterisation spectroscopique de milieux plasmas utilises en traitement thermochimique

par CHRYSTELLE HAYAUD

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de André Richard.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Ce travail contribue a completer les observations regroupees depuis de nombreuses annees par les metallurgistes qui cherchent desormais a qualifier leurs procedes en imposant le suivi de l'atmosphere de traitement. Cela consiste a definir des grandeurs observables qui vont, de par leur evolution dans le temps, nous renseigner sur le bon deroulement du traitement en cours. Differents diagnostics (spectrometrie de masse, spectroscopie optique d'emission et fluorescence induite par laser (fil)) ont ete mis en oeuvre afin de trouver une reference sur laquelle reposera les procedures de controle. Plusieurs traitements thermochimiques operant dans des atmospheres a base d'hydrocarbures (c#3h#8 ou ch#4), d'hydrogene (h#2) et d'azote (n#2), ont ete caracterises. Certains utilisent la technologie plasma pour favoriser les processus reactionnels se developpant dans la phase gazeuse et a la surface des pieces. Il s'agit d'un traitement de surface dans la masse (la cementation ionique), d'un revetement de surface (le depot pvd de ticn) et d'un procede purement thermique (la cementation basse pression). La caracterisation des traitements assistes par plasma a ete realisee par spectroscopie d'emission et a permis de determiner des especes radiatives actives presentes dans le plasma. Des lois de variations parametriques simples ont pu etre degagees en reliant les variations relatives de certaines raies d'emission aux parametres de traitement, voire pour certains aux parametres de la couche realisee. Le traitement de cementation basse pression a ete analyse par les trois techniques de diagnostics disponibles. La spectrometrie de masse a permis de definir la composition de l'atmosphere gazeuse et son evolution avec les parametres de traitement, mais aussi d'observer les phenomenes catalytiques et pyrolytiques mis en jeu. Les autres caracterisations ont fait l'objet d'une etude preliminaire dans une enceinte de laboratoire, dans laquelle une decharge de taille reduite etait creee dans un melange gazeux simulant l'atmosphere de traitement definie par spectrometrie de masse. Le rapport des raies d'emission caracteristiques du melange suit une evolution simple avec les parametres de decharge. Enfin, la fil permet la detection des radicaux instables ch#2 a partir de l'analyse des profils fil de h.


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Informations

  • Détails : 2 VOL., 241 P.
  • Annexes : 169 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-013399
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