Caractérisation par l'essai de multifissuration de la fragilité et de l'adhérence de couches minces d'oxydes sur des substrats métalliques : Modélisation des phénomènes

par Eric Abgrall

Thèse de doctorat en Matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Jean Desmaison.

  • Titre traduit

    Characterization of the brittleness and the adhesion of thin oxide films deposited on metallic substrates by using the multicracking test : Modelling of the phenomena


  • Résumé

    Une synthèse bibliographique présente les principales techniques permettant de déterminer les propriétés mécaniques de revêtements. Parmi celles-ci, l'essai de multifissuration, qui consiste à étudier le réseau de fissures formé dans un revêtement à l'aide d'un dispositif de flexion 4-points, a été retenu. Le nombre et la position des fissures sont relevés, par microscopie optique, en fonction de la déformation. Un traitement statistique, prenant en compte le caractère aléatoire de la rupture fragile et l'ordonnancement du réseau de fissures sous l'effet de la relaxation de contrainte, permet de déterminer deux paramètres fondamentaux: - la densité de probabilité de rupture (DPR), qui mesure la fragilité apparente; - la taille de la zone relaxée (TZR) dont la valeur renseigne sur la qualité de l'interface entre le revêtement et le substrat et donne ainsi des indications sur l'adhérence. Après une phase de développement et de mise au point du système d'acquisition et de traitement des données, une étude de faisabilité a permis de tester différents types de revêtements et d'explorer les potentialités de cette technique (y compris la détermination du module d'Young). La partie expérimentale concerne plus particulièrement l'étude de films de silice (SiO2) et d'alumine (Al2O3), déposés par RMPECVD (Remote Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), sur des substrats d'acier inoxydable (316L) et d'alliage de titane (TA6V). Des corrélations, entre paramètres de dépôt, préparation de surface du substrat et caractéristiques physicochimiques et mécaniques des films, sont dégagées. La modélisation de l'essai à l'aide du code ABAQUS permet de visualiser la répartition des contraintes et de mettre en évidence l'influence de la présence de fissures. Cette première approche permet d'orienter et d'ouvrir les perspectives d'une modélisation plus complète.


  • Résumé

    A bibliographic study presents the main techniques allowing to determine the mechanical properties of coatings. Among them, the multicracking test, that consists in studying the cracks network appearing in a film submitted to a four-point bending test, has been chosen.

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Informations

  • Détails : 194 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 160-164

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
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  • Bibliothèque : Ecole nationale supérieure de céramique industrielle. Bibliothèque.
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  • Cote : 85 ABG
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