Ingénierie des surfaces à l’échelle nanométrique
La fonctionnalisation des surfaces à l’échelle nanométrique s’est développée avec grand succès au cours des dernières années. Son principal domaine d’application avaient été les améliorations des produits existants par une maîtrise des propriétés physico-chimiques et/ou des propriétés mécaniques des sections critiques d’un composant pour qu’il remplisse sa fonction d’une façon durable et fiable même dans des environnements sévères. La fonctionnalisation des surfaces comprend la méthode de fabrication, la finition, les traitements de surfaces, les modifications des surfaces et la caractérisation à l’échelle nanométrique. Le remplacement de la tribologie traditionnelle par une caractérisation nanométrique des surfaces rendra le comportement des surfaces en mouvement plus prédictibles et peut ainsi révolutionner l’industrie mécanique. La caractérisation à l’échelle nanométrique conduira à la spécification et finalement à la normalisation à l’échelle nanométrique. Ceci permettra aux intégrateurs de systèmes et aux sous-traitants de diminuer leurs coûts d’homologation. Plusieurs exemples d’applications dans le domaine des revêtements et des mesures mécaniques seront présentés.
Figure 10. Relation entre la dureté apparente et la taille des germes pour un revêtement d’or. La résistance à la microérosion est proportionelle à la dureté apparente des revêtements.
Figure 1. Préparation de l’éprouvette. Observation optique d’une section avant décapage ionique et configuration de décapage.
Figure 2. Topographie MFA 5 x 5 µm d’une multicouche Al x’Ti1-x’N / AlxTi1-x-ySiyN après A) 5 minutes, B) 10 minutes de décapage au faisceau d’argon (2KeV).
A gauche : Figure 3. Revêtement par plaquage ionique avec la topographie typique des combes La haute résolution montre la présence de pives.
A droite : Figure 4 Revêtement par plaquage arc cathodique. La structure en combe est préservée, mais les pives sont supprimés (probablement meilleure résistance à l’abrasion.
A gauche : Figure 5 Revêtement arc cathodique avec structure en crêtes et en section.
A droite : Figure 6 Revêtement arc cathodique avec structure polyprismatique.
Figure 6 bis. 4 Sections de revêtements A) AlxTi1-xN avec une grande porosité intercolumnaire B) AlxTi1-xN nanocrystallites denses et isotropes C) Multicouche Al0.7Ti0.3N / Al0.475Ti0.475Si0.05N avec interfaces raides D) idem avec interfaces floues. L’indentation montre que les cristaux et colonnes fines se fissurent sous charge.
Figure 7. a) Casse d’une colonne sous nanoindentation, b) fissure intercolonnaire provoquée par une nanoindentation.
Figure 8. Morphologie des revêtements d’or déposés par pulvérisation cathodique sous différentes conditions.
Figure 9. Écrasement des germes d’or sous nanoindentation.
Les derniers articles sur ce thème
