Etude des depots chimiques a partir de la phase gazeuse de carbure et de nitrure de titane a temperature moderee

Study of the chemical vapor deposition of titanium carbide and nitride at moderate temperature

• Auteur / Autrice : Béatrice Drouin-Ladouce
• Direction : Henry Mellottée
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Orléans

Résumé

Des calculs thermodynamiques dans le cadre de la non-stchiometrie du carbure et du nitrure de titane pour les systemes ti-c-h-cl et ti-n-h-cl montrent la possibilite de deposer du carbure et du nitrure de titane a temperature moderee sous pression reduite, par la reduction du tetrachlorure de titane par le titane pur. Carbure et nitrure de titane peuvent etre respectivement deposes par la formation in-situ de sous-halogenures de titane conjointement avec du butane et de l'azote. Les vitesses de depot, la composition des revetements en titane, carbone (respectivement en azote) et en chlore, ainsi que leur microdurete sont etudiees en fonction des parametres experimentaux et comparees avec les previsions thermodynamiques. L'influence des differentes limitations cinetique est discutee. Dans tous les cas un grand ecart a l'equilibre est observe. Seules des limitations par la cinetique chimique interviennent dans le controle du processus de depot du carbure de titane, alors que pour le nitrure de titane le transfert de masse se combine a cette influence. Les procedes de depot sont optimises en fonction des variations des proprietes, des vitesses de depot et de la morphologie. Les meilleures conditions sont liees a l'existence de reactions de dismutation des sous-halogenures de titane. Les depots de carbure de titane presentent une structure a grains tres fins et des duretes particulierement elevees sont atteintes sur acier; aucun affinement du grain important n'est constate dans le cas du nitrure de titane dont les proprietes ne sont pas beaucoup ameliorees. Le depot d'une double couche de carbure et de nitrure de titane sur carbures cementes a temperature moderee permet d'accroitre la duree de vie des plaquettes pour outils de coupe par l'amelioration des proprietes du revetement et la faible decarburation