Caractérisation de revêtements TiOx (0[inférieur ou égal] x [inférieur ou égal] 2) élaborés sur métal ou sur verre par pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive

par Frédéric Lapostolle

Thèse de doctorat en Science et ingénierie des matériaux

Sous la direction de Jürgen von Stebut.

Soutenue en 2001

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le travail présenté concerne l'élaboration de films à base de titane et d'oxygène par pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive, et leur caractérisation structurale et mécanique. Deux techniques de caractérisation ont été développées en parallèle: l'interférométrie optique en transmission et l'émission acoustique simultanée. La synthèse des différents revêtements s'est effectuée dans des conditions de pulvérisation stables. Un contrôle efficace du procédé a permis de montrer que seules trois phases cristallines apparaissent suivant la teneur en oxygène: une de type métallique (αTi), et deux de type céramique (γTiOx (0,9 < x <1,5) et Ti02). Aucune autre phase cristalline n'a été observée. Nous avons montré que l'ajout croissant d'oxygène dans la maille hexagonale αTi provoque des phénomènes d'amorphisation et un durcissement des couches. Ces dernières ont un comportement mécanique honorable sous sollicitation statique mais restent fragiles sous sollicitation dynamique suite aux phénomènes de transfert. Le monoxyde de titane γTiOx possède un domaine d'existence relativement vaste en composition (de 40 à 55 at% 0). La composition de tels films joue un rôle prépondérant sur la dureté obtenue, mais son contrôle est délicat et suggère l'emploi de magnétrons équilibrés ou de distances cible - substrat importantes dans un soucis d'homogénéisation. Le dioxyde de titane se présente sous 3 formes, une amorphe et deux cristallines (anatase et rutile). La synthèse de ces structures dépend principalement de l'énergie des espèces bombardant le film en cours de croissance. La température des substrats, inhérente aux conditions expérimentales, possède une influence sur la structure des couches obtenues. Ainsi, la croissance d'un film d'anatase semble s'effectuer au détriment d'une phase amorphe préalablement déposée donnant lieu à une diminution de l'adhérence des films. D'un point de vue mécanique, la dureté du dioxyde de titane est fonction de sa structure.

  • Titre traduit

    Characterisation of TiOx (0(inferior or equal)x(inferior or equal)2) coatings reactively sputter deposited on metal or glass


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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2001 LAPOSTOLLE F.
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