Élaboration de revêtements à propriétés tribologiques améliorées pour la réduction des frottements dans le bloc moteur

par Aurélie Stihle

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur et microtechniques

Sous la direction de Hanlin Liao et de Nathalie Bonasso.

Soutenue en 2007

à Besançon en cotutelle avec Belfort-Montbéliard .


  • Résumé

    L'automobile est aujourd'hui confrontée à de nombreux défis dont l'un des plus importants est celui de la maîtrise de son impact sur l'environnement et particulièrement sa contribution aux émissions de gaz à effet de serre, au premier rang duquel se trouve le gaz carbonique. Un des moyens de réduire les émissions de CO2 est de diminuer la consommation en carburant. La solution envisagée dans cette étude est la réduction des frottements dans le bloc moteur (segments/piston/chemise). Un des objectifs de ce travail a été de contribuer à la mise au point de revêtements internes de cylindres moteurs par projection thermique. Deux types de composites à base de quasicristaux, ont été étudié. Les essais de frottement donnent des résultats surprenants, notamment dans certains cas des coefficients de frottements relativement faibles. Cependant pour certains revêtements un phénomène de grippage apparaît après quelques mètres de frottement. Plusieurs hypothèses ont été éprouvées; il en ressort que certaines morphologies de surface provoquent un phénomène de grippage. Afin de s'affranchir de ce phénomène, des essais lubrifiés ont été réalisés. Dans un second temps, des films minces ont été par pulvérisation cathodique magnétron à partir d'une cible quasicristallin et d'une cible d'aluminium. Les caractéristiques des films obtenus ainsi que leurs comportements tribologiques dépendent fortement des conditions opératoires. Après traitement thermique de ces films, la diffraction des rayons X confirme la présence d'une phase quasicristalline. Ces essais ont démontré la possibilité de réaliser des films minces composites par pulvérisation cathodique magnétron.

  • Titre traduit

    Elaboration of coatings wirh improved properties for reducing the friction in the automobile engine


  • Résumé

    The automobile is confronted today with many challenges of which one of most important is that of the control of its environmental impact and particularly its contribution to greenhouse gas emissions, to first rank of which is the carbon dioxide. One of the means of reducing the CO2 emissions is to decrease the emissions with the source i. E. Consumption carburizing. The solution under consideration in this study is the reduction of frictions in the engine, considering that the principal frictions take place in station of piston ring/piston/cylinder bore. One of the objectives of this work was to contribute to the development of internal coatings on the cylinder bore by thermal spraying for various solutions materials. Two types of composites containing quasicrystal, are considered. The first tests of spraying showed that it was possible to preserve the quasicrystalline phase during spraying. After tests of spraying with various plasma-producing parameters for the solutions materials considered, a first type of composite emerges during the friction test. In some case, the friction coefficients are very low. But for some coatings a phenomenon of seizing appears. The origins of seizure are studied. In the second time, thin films were obtained by sputtering magnetron, with a quasicrystalline target and an aluminium target. The characteristics of these films and their tribological behaviour strongly depend on the operating conditions. After heat treatment, the X Rays Diffraction confirms the presence of a quasicrystalline phase. These tests showed the possibility of carrying out composite thin films by sputtering magnetron.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xiv-[156] p.)
  • Annexes : Réf. bibliogr. p. 31-35, p. 59-60, p. 109, p. 125, p. 151

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2007.20.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 07 STI
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