Mesure de propriétés thermophysiques de matériaux minces et de dépôts par méthode Flash : application aux films polycristallins de diamant

par Benjamin Rémy

Thèse de doctorat en Mécanique et énergétique

Sous la direction de Denis Maillet.

Soutenue en 1998

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    L’objet de cette étude est de caractériser par une méthode impulsionnelle des matériaux minces et bons conducteurs dans le sens de l'épaisseur. Dans une première partie, nous présentons une méthode de bicouche permettant de mesurer les propriétés thermophysiques d'un dépôt solidaire de son substrat. L’approche méthodologique mise en oeuvre consiste tout d'abord, à étudier dans quelles conditions l'hétérogénéité du matériau bicouche peut être détectée (détectivité). Nous cherchons ensuite à déterminer par une étude de sensibilité, quel paramètre peut être estimé par cette technique (identifiabilité). Dans une seconde partie, nous développons un modèle semi-analytique pour la caractérisation de milieux semi-transparents en prenant en compte le couplage des transferts conductif et radiatif dans le matériau. Ce modèle est ensuite étendu aux cas de matériaux bicouche et multicouche à interfaces et parois semi-transparentes. Une simplification est également proposée pour des échantillons minces, à faible coefficient d'absorption, comme les films diamant. Dans une troisième partie, nous décrivons le banc laser aux temps courts qui a été conçu pour la mesure de diffusivité thermique de films minces. Une attention particulière est portée à la préparation de l'échantillon (revêtement utilisé pour opacifier le matériau), à la qualité du faisceau excitateur (profil plat ou gaussien), ainsi qu'au signal réellement mesuré (choix d'un amplificateur adapté et mesure locale/non-locale de température par détecteur infrarouge). Finalement, dans une quatrième partie, nous présentons différents résultats expérimentaux obtenus par méthode "Flash" sur des films non-diamant et diamant autoportés d'une épaisseur de 200 à 700 µm. Les valeurs mesurées sont ensuite comparées à celles données par effet "Mirage". Ceci nous permet alors, de valider le dispositif expérimental mis en place et de mettre en évidence l'anisotropie des films de diamant de type C. V. D.

  • Titre traduit

    Thermophysical properties measurement of thin materials and deposits by a Flash method : "application to polycrystalline diamond films"


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Informations

  • Détails : 1 vol. (251 p.)
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998 REMY B.
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