Revêtements céramiques de type "TiSiN" élaborés par dépôt chimique en phase gazeuse à partir de TiCl4, SiH2Cl2, N2(ou NH3) et H2

par Georges Llauro

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de ROGER HILLEL.

Soutenue en 1997

à Perpignan .


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  • Résumé

    Ce travail traite de revetements composites originaux constitues d'une incorporation de siliciures de titane dans du nitrure de titane, elabores par depot chimique en phase gazeuse a partir des precurseurs ticl#4, sih#2cl#2, n#2 et h#2. Une etude parametrique a ete conduite en s'aidant des evolutions tendancielles fournies par des calculs a l'equilibre thermodynamique. Il a ete montre qu'en controlant la temperature du substrat et la teneur en dichlorosilane dans la phase gazeuse, il est possible de realiser des revetements biphases tin-ti#5si#3(n) ou tin-tisi#2 ou triphases tin-ti#5si#3(n)-tisi#2. En subsituant nh#3 a n#2, les composites tin-si#3n#4 et tin-si#3n#4-tisi#2 ont ete codeposes. La formation de ce triphase a ete interpretee comme une preuve indirecte de l'existence d'un equilibre thermodynamique entre les phases tisi#2 et si#3n#4. Elle renforce la validite de la section isotherme calculee du ternaire ti-n-si adoptee dans ce travail. Plusieurs techniques d'analyses (xps, esca, wds, sims, drx, meb, met, nanoidentation. . . ) ont ete utilisees afin d'etablir les effets de l'incorporation des siliciures de titane dans la matrice de tin. La regle selon laquelle l'inclusion d'une phase secondaire dans une matrice ceramique en diminue la fragilite, a ete confirmee. Par contre, les duretes elevees des revetements composites montre que l'influence de ti#xsi#y, phases moins dures que tin, ne se reduit pas a un effet de melange. Des correlations entre la durete et la taille apparente des grains de tin et/ou les microcontraintes presentes dans les revetements ont ete trouvees. L'amelioration prevue de la resistance a l'oxydation des codepots comparativement a celle d'un revetement cvd de tin par inclusion d'une phase a base de silicium a ete verifiee. Deux regimes d'oxydation ont ete mis en evidence. En dessous de 950c, il y formation d'une couche amorphe d'oxyde tres fine plus riche en silicium en surface ce qui se traduit par un blocage de l'oxydation. Au dessus de 950c, le regime est de type diffusionnel comme dans le cas de tin mais la vitesse est significativement plus lente. Un interpretation des mecanimes d'oxydation a ete proposee, sur la base d'analyses sims, xps et par l'examen microstructural (tem) des couches oxydees.

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Informations

  • Détails : 127 p

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  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH 1997 LLA
  • Bibliothèque : Université Perpignan Via Domitia. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Ecole des Mines d'Albi. Centre de documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : N140-LLA
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