Elaboration par mécanosynthèse et caractérisations d'alliages à mémoire de forme NiTi : application microsystèmes

Elaboration by mechanical alloying and characterization of shape memory alloys NiTi : microsystem applications

• Auteur / Autrice : Saoussen Tria
• Direction : Omar El-Kedim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux
• Date : Soutenance le 17/02/2011
• Etablissement(s) : Belfort-Montbéliard
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UFC, ENSMM, UTBM)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Martin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hanlin Liao, Rabah Hamzaoui
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Bernard, Azzedine Bousseksou
• DOI : 10.70675/af4435edz2d3bz401fz9288z7e122b951fdc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Magnétrons

Mécanosynthèse

Mots clés libres

AMF

Intermétallique NiTi

Mécanosynthèse

Projection à froid

Pulvérisation cathodique à magnétron

DRX

MET

Shape memory alloys

Intermetallic NiTi

Mechanical alloying

Cold spraying

Magnetron sputtering

X-ray diffraction

TEM

Résumé

Les travaux de recherches développés dans cette thèse concernent la réalisation de couchesminces, à partir de l’alliage à mémoire de forme (AMF) NiTi mécanoélaboré et de structurenanocristalline, en vue de leur intégration dans des microsystèmes. Le but est d’améliorer lespropriétés AMF de leurs homologues de structure microcristalline, dits conventionnels.Les techniques de caractérisation physico-chimiques (DRX, MET, MEB) nous ont permisd’une part, de suivre le mécanisme de formation de l’intermétallique B2-NiTi en fonction dutemps de broyage et d’autre part, de déterminer les paramètres microstructuraux à savoir, lataille des cristallites, le taux de microdéformations et la densité de dislocations des élémentspurs ainsi que ceux de la phase B2-NiTi. Ces paramètres révèlent le caractère nanocristallin etdésordonné des poudres broyées.Par ailleurs, nous avons fabriqué pour la première fois une cible B2-NiTi de structurenanocristalline, par l’intermédiaire d’une méthode alternative (mécanosynthèse et procédé deprojection à froid).Nous avons montré également qu’il est possible de déposer sous forme de couche mincel’intermétallique NiTi nanostructuré. Ce film mince d’épaisseur 447 nm a été déposé parpulvérisation cathodique à magnétron à partir de la cible élaborée par projection à froid (coldspray).

The research work developed in this thesis is related to preparing a thin film of NiTi shapememory alloy used to integrate into microsystems. The goal is to improve the properties oftheir counterparts of microcrystalline structure (conventional target).Physical and chemical techniques of characterization (XRD, TEM and SEM) have allowed onthe one hand, to follow the mechanism of intermetallic NiTi formation as a function ofmilling time and on the other hand, to determine the microstructural parameters : crystallitesize, the microstrain and dislocation density of the pure elements and the B2-NiTi phase.These parameters reveal the character of the disordered nanocrystalline of the milled powders.Furthermore, we fabricated a target of B2-NiTi nanocrystalline structure by an alternativemethod (mechanical alloying and cold spray).We also showed that it is possible to deposit the nanocrystalline NiTi intermetallic thin film.This film with a thickness of about 447 nm was deposited by magnetron sputtering techniquefrom the NiTi target.