Metallisation d'un polymere thermoplastique par projection thermique : etude des interactions entre le plasma, les particules projetees et le substrat dans le cas de depot d'aluminium sur polyethyleneterephtalate (pet)

par HELENE HUBERT

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de MICHEL JEANDIN.

Soutenue en 1998

à l'ENSM PARIS .

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  • Résumé

    La realisation de revetements par projection thermique sur des substrats organiques necessite l'utilisation de moyens de refroidissement efficaces afin de limiter l'apport de chaleur important provenant du jet plasma et du materiau projete. Cependant, en depit de ces precautions, le substrat polymere est amene a subir certaines modifications qu'il est important d'analyser afin de comprendre leurs incidences, en particulier, sur les proprietes d'adherence du depot realise. Ce travail de these s'est interesse au cas de la projection d'aluminium sur un substrat pet. L'influence de differents passages de jet plasma seul a tout d'abord ete etudiee. Ces traitements provoquent une oxydation de surface du polymere accompagnee d'une decomposition locale et tres superficielle induisant une modification de la rugosite. L'etude des interactions entre les particules projetees et le substrat a ensuite mis en evidence le role de l'atmosphere sur la morphologie d'etalement des particules qui adoptent une forme crepe sous atmosphere d'air et une forme fleur sous argon. Des experiences ont montre que ces deux geometries sont uniquement dependantes de la nature de l'atmosphere presente au moment de la phase d'etalement. Deux hypotheses ont ete avancees pour expliquer ces differences. La premiere consiste a considerer que les particules projetees sous air se refroidissent plus vite que celles projetees sous argon, ce qui permettrait de les figer dans leur forme etalee. La seconde hypothese suppose l'existence d'un phenomene d'oxydation intervenant au moment de la phase d'etalement des particules projetees sous air qui modifierait leur energie de surface et favoriserait leur etalement sur le polymere. L'observation de la surface affectee du polymere sous un impact de particule et des travaux de modelisation thermique associes ont revele la creation de zones de cristallinite modifiee de quelques microns d'epaisseur. Elles sont dues a un echauffement suivi d'un refroidissement tres rapide qui provoquent une baisse graduelle du taux de cristallinite. Enfin, l'etude de la realisation d'un depot epais a permis de definir des conditions de projection permettant l'obtention d'un depot de bonne qualite. Pour cela, la projection doit etre realisee sous air et en prenant soin de maintenir le substrat en dessous de sa temperature de transition vitreuse. L'adherence du depot est proche de 9 mpa. Les mecanismes intervenant sont essentiellement de nature mecanique mais une contribution chimique a pu etre mise en evidence par l'observation de liaisons de type c-al.


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Informations

  • Détails : 157 p.
  • Annexes : 140 ref.

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