Étude par spectrométrie de masse d'ions secondaires des interfaces Ti/Si₃N₄, Ag/Si₃N₄ et Cu/Si₃N₄

par Wolfram Dümmler

Thèse de doctorat en Ingénierie des matériaux

Sous la direction de Claude Tete.

Soutenue en 1998

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Les interfaces céramique/métal et leur évolution au cours de traitements thermiques ont été étudiées. Les constituants majeurs des brasures, titane, argent et cuivre, ont été déposés par évaporation et pulvérisation cathodique sur Si₃N₄ poli. Les zones de réactions étant à l'échelle nanométrique, la spectrométrie de masse des ions secondaires (SIMS) est une technique bien adaptée permettant d'obtenir les profils des concentrations des éléments en fonction de la profondeur. Ce travail est centré sur l'étude des possibilités du SIMS utilisant une source de césium pour le bombardement ionique avec détection des molécules MCs+. Nous avons étayé les résultats SIMS par l'emploi de façon complémentaire de SNMS, AES, MEB, DRX et AFM. Contrairement à l'argent et le cuivre, le titane mouille bien la céramique et une couche intermédiaire se forme à l'interface Ti/Si₃N₄. Après des discussions sur les phénomènes qui altèrent la résolution en profondeur d'une analyse SIMS, les calculs de correction sur les coefficients de diffusion D obtenus donnent D ≈ 0,8. . . 2. 10-²⁰ m²/s entre 600°C et 700°C. La pénétration du titane dans la céramique étant très faible, ce sont plutôt des réactions chimiques dans la région interfaciale qui assurent la bonne liaison. Lors des traitements thermiques des échantillons Ag/Ti/ Si₃N₄ et Cu/Ti/ Si₃N₄, on constate un mélange complet des phases avec des réactions complexes dans le cas de Cu/Ti/ Si₃N₄. Pour Ag/Ti/ Si₃N₄, les réactions sont beaucoup moins nombreuses et les phases restent plus pures et bien séparées les unes des autres.

  • Titre traduit

    Interface study of Ti/Si₃N₄, Ag/Si₃N₄ et Cu/Si₃N₄ by secondary ion mass spectrometry


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Informations

  • Détails : 1 vol. (140 p.)
  • Annexes : 87 réf.

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