Caractérisation et propriétés nanomécaniques des différents films DLC (diamond-like carbon)

par Liyie Huang

Thèse de doctorat en Sciences mécaniques pour l'ingénieur

Sous la direction de Jian Lu et de Ke-Wei Xu.

Soutenue en 2002

à Troyes .


  • Résumé

    Cette étude porte sur les films DLC (diamond-like carbon). La charge critique lors d'un test de rayure augmente avec l'épaisseur inter-couche. Pour une épaisseur inter-couche donnée, la charge critique varie linéairement avec la dureté du film et son épaisseur. Le bas coefficient de frottement viendrait de la combinaison de la dureté élevée, de la faible rugosité et de la faible proportion de sp3. Dans le cas du fretting, le coefficient de frottement et l'humidité relative varient inversement. La proportion de sp3 augmente avec l'introduction de Si, ce qui fait monter la dureté, diminuer les frotements et augmenter la stabilité thermique de films a-SIC:H. L'augmentation de la fraction de sp3 dans les films a-C déposés par arc pulsé sous vide correspond bien à celles de la dureté et de la charge critique de rayure. Le fim a-C déposé par laser pulsé possède d'importantes contraintes internes. Un mécanisme de formation faisant appel à la théorie du flambement des coques est proposé. Le test de rayure des films DLC est divisé en 3 étapes : recouvrement élastique total, déformation plastique du film, délamination et écaillage du film. Cette résistance a d'abord été mesurée pour des films DLC sur substrat de Si. Il s'avère, à l'analyse élasto-plastique de la déformation au cours de la nanorayure, que la charge critique d'un film DLC sur Ti-6AI-4V est atteinte lorsque les déformations élastique et plastique sont comparables. L'analyse des expériences et de la morphologie de rayure nous permetttent de déduire que les mécanismes de rupture des films DLC sur Si et Ti-6AI-4V sont différents. Le relief des contraintes induits après rayure par le flambement a été modélisé afin de déterminer la charge de flambement critique. La rupture des films DLC sur Si, lors d'un test de rayure, a été modélisée en utilisant une analyse de flambement circulaire et ceci a été utilisé pour calculer énergie de rupture interfaciale et la résistance à la rupture.


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Informations

  • Détails : XII-241 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université de Technologie. Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE 02 HUA
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