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Elaboration et caractérisation des films de carbone amorphe (DLC) déposés sur des aciers nitrurés par bombardement ionique

Type doc. :

Thèses / mémoires

Langue :

Français

Année de soutenance:

2005
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L'objectif de ce travail de recherche est l'élaboration par le procédé CVD, assisté par plasma, des films de DLC sur trois aciers nitrurés de type inoxydable martensitique Z30C13 et de type construction (40CAD6-12 et 32CDV12) obtenus par bombardement ionique. Les dépôts ont été caractérisés par la microscopie optique et électronique à balayage, la diffraction de rayons X, l'analyse par WDX, et la spectroscopie Raman. Leurs propriétés mécaniques et tribologiques ont été déterminées par différents essais spécifiques (dureté, adhérence, contraintes résiduelles, rugosité, friction et usure par abrasion). La nitruration ionique de 3 aciers a été obtenue pour des températures variant de 500 à 570°C et des durées de 16 et 32h. Les couches nitrurées sont formées de phases Fe:N (e) et FesN (y) avec une couche de diffusion d'épaisseurs variables de 60 à 350um. Les duretés superficielles de 3 aciers nitrurés Z30C13, 40CAD6-12 et 32CDV12 sont déterminées égales à 1225, 1159 et 891HV respectivement. Les films DLC obtenus pour des températures de substrat 350-520°C et des temps de dépôts 2120mn, ont des épaisseurs variant de 0,4 à 15um. Leur bonne adhésion (adhérence allant de 4 à 29GPa) sur les couches nitrurées est due à la formation de phases servant de sous-couches d'accrochage du type (Fe, Cr):aC, CraC>, (Fe, Cr)C3, et Cr23Ce. Leurs spectres de diffusion Raman montrent que leurs structures sont composées de bandes G et D avec des vecteurs d'onde égale à 1595 cm! (type sp?) et 1297 cm'! (type sp°) respectivement. Les duretés moyennes varient de 25 à 30 GPa pour des films d'épaisseurs 7 et 15 pm. Les contraintes résiduelles mesurées sont de traction (298330MPa) pour des films déposés sur l'acier nitruré Z30C13, sont de compression (-196 à -298MPa) pour ceux déposés sur l'acier nitruré 40CAD6-12. Des films DLC offrent de faibles valeurs de coefficient de frottement (0,03 - 0,3) avec une rugosité variant de 0,05 à 0,28 um. L'amélioration du taux d'usure des couches nitrurées de l'acier 32CDV12 et AOCAD6-12 (5 à 9 g/m) relativement à l'acier Z30C13 (10 à 23 g/m) est due à la grande, dureté de la phase FeN et à la dispersion des nitrures et carbures dans la couche dediffusion. Sur une distance de glissement de 3m, les films DLC montrent une bonne résistance à l'usure.



N° Bulletin Date / Année de parution Titre N° Spécial Sommaire
Cote Localisation Type de Support Type de Prêt Statut Date de Restitution Prévue Réservation
669 TOU TH C1 BIB-Centrale / Thèses interne disponible
Touhami, M. et al. (2005). Elaboration et caractérisation des films de carbone amorphe (DLC) déposés sur des aciers nitrurés par bombardement ionique (Doctorat) . Annaba.