AVANT -PROPOS
V
chapitre, à partir des mécanismes de base, en dégageant et expliquant les transformations de surface (formation de couches d‘oxydes, adhésion entre surfaces
frottantes, transformations métallurgiques superficielles induites, évolution des
surfaces portantes...). Bien que la corrosion soit une grande cause de dégradation des surfaces nous avons volontairement choisi de ne pas la traiter en raison
de l’ampleur du sujet ; elle est cependant présente à travers les états de la surface qui risquent de l’induire ou qui permettent de l’éviter.
Le quatrième chapitre met en place les concepts physiques nécessaires à la
compréhension des méthodes d’analyse des surfaces suivant les trois aspects
évoqués dans le premier paragraphe (morphologie, structure, composition). Nous
attachons une grande importance à l’analyse morphologique qui décrit le mieux
l’état mécanique des surfaces et nous abordons l’analyse de rugosité en allant
du cc plus gros >> au
sont rappelées brièvement en référence à l’œuvre d‘Israelachvili. Du point de vue
des méthodes structurales et analytiques, il était difficile de ne pas faire un rappel sur l’interaction rayonnement-matière dans la mesure où ions, rayons X,
électrons, lasers interviennent de façon majeure dans l’étude et la modification
des surfaces. Une étude plus poussée du transfert d’énergie dans le cas de l’interaction photon-matière (cas de l’ablation laser notamment) a semblé nécessaire face à la relative rareté des ouvrages disponibles sur ce sujet.
Le cinquième chapitre décrit les méthodes en elles-mêmes. Le choix de ces
méthodes est guidé par le fait qu’elles doivent être déjà utilisables dans le
domaine industriel ou en voie de l’être dans un proche futur. Les méthodes plus
académiques comme la diffraction d’électrons lents ou connues depuis très longtemps comme les isothermes d’adsorption (méthode BET) sont amplement discutées dans d’autres publications. Nous décrivons donc à l’aide de nombreux
exemples tirés de notre expérience :
la diffraction des rayons X rasants et la réflectométrie (spéculaire et diffuse),
la microscopie à force atomique (AFM), la nanoindentation, la microscopie à
balayage (MEB) et les mesures de rugosité avec ou sans contact :
la décharge luminescente (SDL), la spectroscopie Auger et la photoémission
(ESCA), les spectroscopies de masse d’ions secondaires (SIMS et SNMS) et les
spectroscopies d’absorption (EXAFS).
Le sixième chapitre traite des méthodes de préparation des surfaces. Comment
déposer des couches actives ou protectrices, comment introduire des contraintes
mécaniques dans la région superficielle, comment utiliser des faisceaux d’ions ou
des rayonnements laser, telles seront nos préoccupations majeures.
Le septième et dernier chapitre est une étude de cas où l’on montre de nombreux exemples de réalisations techniques appliquées aux modifications de surface. Par cette approche, nous espérons couvrir un spectre suffisamment large,
allant des matériaux de structure aux matériaux de fonction, incluant les
couches de protection comme les couches actives.
L’étude des problèmes d’adhésion et de collage qui pourrait évidemment
s’inscrire dans ces exemples nous semble suffisamment vaste, notamment du
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chapitre, à partir des mécanismes de base, en dégageant et expliquant les transformations de surface (formation de couches d‘oxydes, adhésion entre surfaces
frottantes, transformations métallurgiques superficielles induites, évolution des
surfaces portantes...). Bien que la corrosion soit une grande cause de dégradation des surfaces nous avons volontairement choisi de ne pas la traiter en raison
de l’ampleur du sujet ; elle est cependant présente à travers les états de la surface qui risquent de l’induire ou qui permettent de l’éviter.
Le quatrième chapitre met en place les concepts physiques nécessaires à la
compréhension des méthodes d’analyse des surfaces suivant les trois aspects
évoqués dans le premier paragraphe (morphologie, structure, composition). Nous
attachons une grande importance à l’analyse morphologique qui décrit le mieux
l’état mécanique des surfaces et nous abordons l’analyse de rugosité en allant
du cc plus gros >> au
sont rappelées brièvement en référence à l’œuvre d‘Israelachvili. Du point de vue
des méthodes structurales et analytiques, il était difficile de ne pas faire un rappel sur l’interaction rayonnement-matière dans la mesure où ions, rayons X,
électrons, lasers interviennent de façon majeure dans l’étude et la modification
des surfaces. Une étude plus poussée du transfert d’énergie dans le cas de l’interaction photon-matière (cas de l’ablation laser notamment) a semblé nécessaire face à la relative rareté des ouvrages disponibles sur ce sujet.
Le cinquième chapitre décrit les méthodes en elles-mêmes. Le choix de ces
méthodes est guidé par le fait qu’elles doivent être déjà utilisables dans le
domaine industriel ou en voie de l’être dans un proche futur. Les méthodes plus
académiques comme la diffraction d’électrons lents ou connues depuis très longtemps comme les isothermes d’adsorption (méthode BET) sont amplement discutées dans d’autres publications. Nous décrivons donc à l’aide de nombreux
exemples tirés de notre expérience :
la diffraction des rayons X rasants et la réflectométrie (spéculaire et diffuse),
la microscopie à force atomique (AFM), la nanoindentation, la microscopie à
balayage (MEB) et les mesures de rugosité avec ou sans contact :
la décharge luminescente (SDL), la spectroscopie Auger et la photoémission
(ESCA), les spectroscopies de masse d’ions secondaires (SIMS et SNMS) et les
spectroscopies d’absorption (EXAFS).
Le sixième chapitre traite des méthodes de préparation des surfaces. Comment
déposer des couches actives ou protectrices, comment introduire des contraintes
mécaniques dans la région superficielle, comment utiliser des faisceaux d’ions ou
des rayonnements laser, telles seront nos préoccupations majeures.
Le septième et dernier chapitre est une étude de cas où l’on montre de nombreux exemples de réalisations techniques appliquées aux modifications de surface. Par cette approche, nous espérons couvrir un spectre suffisamment large,
allant des matériaux de structure aux matériaux de fonction, incluant les
couches de protection comme les couches actives.
L’étude des problèmes d’adhésion et de collage qui pourrait évidemment
s’inscrire dans ces exemples nous semble suffisamment vaste, notamment du