Thèse soutenue

Production de chambres ultravide par électroformage comprenant des revêtements en couche mince d'absorbant
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Lucia Lain amador
Direction : Jean-Yves HihnMarie-Laure DocheMauro Taborelli
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 03/05/2019
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut UTINAM (Univers, transport, interfaces, nanostructures, atmosphère et environnement, molécules) (Besançon) - Univers- Transport- Interfaces- Nanostructures- Atmosphère et environnement- Molécules (UMR 6213) / UTINAM
Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Pedro Tavares
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Yves Hihn, Marie-Laure Doche, Mauro Taborelli, Pedro Tavares, Sudipta Roy, Bruno G. Pollet, Leonel Ferreira
Rapporteurs / Rapporteuses : Sudipta Roy, Bruno G. Pollet

Mots clés

FR  |  
EN

Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

FR  |  
EN

Des couches minces co-deposées de Titanium Zirconium Vanadium (TiZrV) sont utilisés dans les accélérateurs de particules et les sources de lumière synchrotron pour maintenir les conditions d’ultravide. Elles sont pulvérisés sur les parois internes des chambres à vides, transformant celles-ci en « pompe chimique de gaz ». La tendance dans la conception d’accélérateurs d’électrons consiste à approcher les pôles des aimants de direction au plus près du faisceau d’électrons. Cela implique la réduction du diamètre des tubes hébergeant le vide et nécessite l’utilisation de très petits diamètres pour les chambres à vide. L’application du dépôt par vaporisation physique (PVD) dans un aussi faible diamètre devient alors très difficile. Le but de ce projet est de développer une nouvelle procédure de dépôt couplé à l’assemblage, en utilisant un mandrin sacrificiel en aluminium comme substrat de la couche mince en même temps que la création autour de lui de la chambre à vide elle-même par électroformage de cuivre. La première partie de l’étude concerne la production et la caractérisation de chambre de cuivre électroformées. La robustesse mécanique de l’assemblage complet a été validée, et les caractéristiques du film lui-même sont etudièes par microscopie électronique à balayage (MEB), diffraction des rayons X (DRX), spectrométrie de fluorescence-X (XRF) et spectrométrie de photoélectrons X (XPS). De plus, les performances de « pompage chimique des gaz » des nouvelles chambres à vide ainsi élaborées sont mesurées et comparées avec des valeurs de références de revêtements déposés par des procédures classiques dans des tubes de plus grand diamètres. La deuxième partie de l‘étude concerne l’évaluation des impuretés incluses lors des différentes étapes du procédé : le revêtement PVD, l’électroformage et l’étape de dissolution chimique du mandrin. La spectrométrie de désorption thermique et les profils de composition en épaisseur par XPS permettent de quantifier les impuretés dans le cuivre électroformé et dans le film de TiZrV. De plus, la présence d’hydrogène emprisonné dans le cuivre électroformé est étudiée à partir de différents bains à base de sulfate de cuivre. L’un d’entre eux, sans additifs, nécessite l’utilisation de courants pulsés. Le comportement électrochimique du bain permet la sélection de différents paramètres de séquences de pulses, dérivées de situations typiques des courbes transitoires. Finalement, le développement de prototypes de taille réelle a été atteint avec la création de chambres à vide revêtues de TiZrV de 2 mètres de long et 4mm de diamètre, ce qui n’a pas d’équivalent à ce jour.