Métallurgie des couches minces
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19.4 INFLUENCE DE LA MÉTHODE DE FABRICATION
Les méthodes de fabrication influencent les propriétés mécaniques par le fait
qu’elles produisent des structures différentes:
• Pour les traitements de surface à partir d’une phase liquide ou solide et pour
les traitements thermiques superficiels, la vitesse de trempe détermine la
taille des grains, la constitution de phase et la nature et la densité de défauts
du matériau. Les vitesses sont en général très élevées et on obtient facilement des structures micro- ou nanocristallines, voire amorphes.
• Pour les traitements de surface à partir d’une phase gazeuse, la germination,
la température de la surface et l’énergie de l’atome ou ion condensant déterminent la taille des grains, la constitution de phase, la nature et la densité de
défauts du matériau.
• Puisqu’on compare deux temps caractéristiques, celui nécessaire pour un
atome diffusant à la surface pour trouver un site cristallin sur un germe et
celui jusqu’au blocage du chemin par des atomes arrivés successivement, la
vitesse de dépôt joue aussi un rôle pour la structure du dépôt à partir d’une
phase gazeuse ou ionique.
• La diffusion à travers le vecteur de transport peut jouer un rôle important,
voire prédominant par rapport à la diffusion superficielle (souvent on ne
considère que la somme de ces deux mécanismes de diffusion). Un κ proche
de 1 donnera des revêtements avec une structure plus proche de l’équilibre,
des cristaux plus grands avec une texture épitactique parfaite ou isotrope et
un nombre de défauts plus faible.
Il faut tenir compte de la texture pour des matériaux avec des propriétés
mécaniques anisotropes.
19.5 RÉSUMÉ
Les méthodes de caractérisation des propriétés mécaniques des couches minces sont le résultat des progrès récents en nanoscopie. Elles sont en pleine évolution
et permettent déjà une caractérisation des nanocomposites en couches minces plus
approfondie que celle des matériaux massifs.
19.6 EXERCICES
19.6.1 Calculer l’épaisseur du revêtement, dont le calotest est donné dans la figure
19.9. Il a été réalisé avec une bille de 10 mm.
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19.4 INFLUENCE DE LA MÉTHODE DE FABRICATION
Les méthodes de fabrication influencent les propriétés mécaniques par le fait
qu’elles produisent des structures différentes:
• Pour les traitements de surface à partir d’une phase liquide ou solide et pour
les traitements thermiques superficiels, la vitesse de trempe détermine la
taille des grains, la constitution de phase et la nature et la densité de défauts
du matériau. Les vitesses sont en général très élevées et on obtient facilement des structures micro- ou nanocristallines, voire amorphes.
• Pour les traitements de surface à partir d’une phase gazeuse, la germination,
la température de la surface et l’énergie de l’atome ou ion condensant déterminent la taille des grains, la constitution de phase, la nature et la densité de
défauts du matériau.
• Puisqu’on compare deux temps caractéristiques, celui nécessaire pour un
atome diffusant à la surface pour trouver un site cristallin sur un germe et
celui jusqu’au blocage du chemin par des atomes arrivés successivement, la
vitesse de dépôt joue aussi un rôle pour la structure du dépôt à partir d’une
phase gazeuse ou ionique.
• La diffusion à travers le vecteur de transport peut jouer un rôle important,
voire prédominant par rapport à la diffusion superficielle (souvent on ne
considère que la somme de ces deux mécanismes de diffusion). Un κ proche
de 1 donnera des revêtements avec une structure plus proche de l’équilibre,
des cristaux plus grands avec une texture épitactique parfaite ou isotrope et
un nombre de défauts plus faible.
Il faut tenir compte de la texture pour des matériaux avec des propriétés
mécaniques anisotropes.
19.5 RÉSUMÉ
Les méthodes de caractérisation des propriétés mécaniques des couches minces sont le résultat des progrès récents en nanoscopie. Elles sont en pleine évolution
et permettent déjà une caractérisation des nanocomposites en couches minces plus
approfondie que celle des matériaux massifs.
19.6 EXERCICES
19.6.1 Calculer l’épaisseur du revêtement, dont le calotest est donné dans la figure
19.9. Il a été réalisé avec une bille de 10 mm.