Etude des mécanismes d'implantation et diffusion lors de la nitruration du titane et de Ti-6Al-4V par implantation ionique en immersion plasma PDF Download
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Book Description
L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes d'implantation et de diffusion lors de la nitruration du titane et de Ti-6Al-4V par implantation ionique en immersion plasma. Des études chimiques et microstructurales ont permis de préciser les caractéristiques des phases formées selon les conditions de traitements. A basse température, le processus d'implantation est le mécanisme principal de formation des nitrures tandis qu'à haute température, la part de la diffusion thermique devient prédominante. Une résolution numérique de la première loi de Fick a permit de conclure que, grâce aux défauts d'implantation, le coefficient de diffusion dans la couche de nitrure de surface est fortement augmenté. Constamment alimentée en azote par l'implantation, la couche de nitrure constitue une source pour la diffusion en profondeur alors que dans un traitement sans implantation, elle agit comme une barrière de diffusion.
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L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes d'implantation et de diffusion lors de la nitruration du titane et de Ti-6Al-4V par implantation ionique en immersion plasma. Des études chimiques et microstructurales ont permis de préciser les caractéristiques des phases formées selon les conditions de traitements. A basse température, le processus d'implantation est le mécanisme principal de formation des nitrures tandis qu'à haute température, la part de la diffusion thermique devient prédominante. Une résolution numérique de la première loi de Fick a permit de conclure que, grâce aux défauts d'implantation, le coefficient de diffusion dans la couche de nitrure de surface est fortement augmenté. Constamment alimentée en azote par l'implantation, la couche de nitrure constitue une source pour la diffusion en profondeur alors que dans un traitement sans implantation, elle agit comme une barrière de diffusion.
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CE TRAVAIL A POUR BUT, D'UNE PART LA COMPREHENSION DES MECANISMES DE NITRURATION DU TITANE MASSIF (OU EN COUCHE MINCE) PAR VOIE THERMODIFFUSIONNELLE EN MILIEU PLASMA HORS EQUILIBRE BASSE PRESSION, ET D'AUTRE PART, LA DETERMINATION DES PARAMETRES DU REACTEUR CONTROLANT LA CINETIQUE DE NITRURATION. LES TECHNIQUES DE SPECTROSCOPIES D'EMISSION ET D'ABSORPTION AINSI QUE LA CHROMATOGRAPHIE NOUS ONT PERMIS D'ACCEDER AUX PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU REACTEUR QUI CONTROLENT LA REACTIVITE DU PLASMA. CES MEMES TECHNIQUES ONT PERMIS DE DETERMINER A L'INTERFACE PLASMA-SURFACE LA NATURE ET L'ETAT ENERGETIQUE DES ESPECES GAZEUSES SUSCEPTIBLES DE PARTICIPER A LA NITRURATION. L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DU SUBSTRAT TRAITE A PERMIS, D'UNE PART DE METTRE EN EVIDENCE L'EFFICACITE SUPERIEURE D'UN TRAITEMENT PLASMA PAR RAPPORT A UN TRAITEMENT THERMIQUE CLASSIQUE, ET D'AUTRE PART DE RELIER L'EFFICACITE DU TRAITEMENT PLASMA AUX PROPRIETES CHIMIQUES ET ENERGETIQUES DE L'INTERFACE GAZEUX. LA NITRURATION DU TITANE EN MILIEU PLASMA RESULTE DE L'INTERACTION DES ESPECES NEUTRES ET DU BOMBARDEMENT DE LA SURFACE PAR LES IONS. LA NITRURATION PAR LES NEUTRES NECESSITE UNE REDUCTION PREALABLE DE L'OXYDE SUPERFICIEL INITIAL; ELLE PEUT ETRE AUSSI CORRELEE A LA NATURE ET A L'ETAT ENERGETIQUE DES ESPECES INCIDENTES. LE BOMBARDEMENT IONIQUE DU SUBSTRAT CONDUIT A L'EMISSION D'ELECTRONS SECONDAIRES, A LA PULVERISATION DES COUCHES SUPERFICIELLES DU SUBSTRAT SUIVIE D'UNE REDEPOSITION DE NITRURE FORME EN PHASE GAZEUSE, ET A L'IMPLANTATION DES IONS. LA COMPETITION ENTRE L'ACTION DES NEUTRES ET DES IONS DEPEND DES PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU REACTEUR
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IDENTIFICATION DES ESPECES REACTIVES EXCITEES, PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION. DETERMINATION DE LA VITESSE DE DISSOCIATION DE NH#3 PAR CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE. ETUDE CINETIQUE PERMETTANT DE DEFINIR LES MECANISMES DE FORMATION DE TIN. EVOLUTION DES PROPRIETES ELECTRIQUES DE LA SURFACE. MISE EN EVIDENCE DE DEUX PROCESSUS EN COMPETITION: LA NITRURATION DE LA SURFACE DU FILM ET LA SILICIURATION A L'INTERFACE SI/TI. L'ANALYSE SPECTROSCOPIQUE DU PLASMA A MONTRE QUE L'INTERFACE PLASMA/SURFACE EST LE SITE D'UN PROCESSUS DE RECOMBINAISON HETEROGENE
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L'EMPLOI CROISSANT DES TECHNIQUES DE DEPOSITION ASSISTEES PAR FAISCEAU D'IONS POUR ELABORER DES REVETEMENTS DE SURFACE DE CERAMIQUE (TIC, BN...) SUR ACIER, NECESSITE UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES MECANISMES REGISSANT LE MELANGE IONIQUE DES FILMS DE CERAMIQUE AVEC LES METAUX, AFIN D'OPTIMISER L'ADHESION DES COUCHES SUR LEUR SUBSTRAT. L'IMPLANTATION DE FILMS NANOCRISTALLINS DE TIC PAR DES IONS XE#+#+ A 77 K, CONDUIT A LA FORMATION D'AMAS DE CARBONE QUI CONTIENNENT 5 A 10% DU CARBONE INITIALEMENT PRESENT DANS LA COUCHE, ALORS QUE LA STRUCTURE CRISTALLINE DU TIC(B1) EST CONSERVEE. TOUTES LES BICOUCHES TIC-FE ONT ETE IMPLANTEES A 77 K PAR DES IONS XE#+#+ D'ENERGIE 340 KEV JUSQU'A DES FLUENCES DE 110#1#6 XE#+#+.CM##2. LORS DU MELANGE IONIQUE, IL SE FORME UN ALLIAGE AMORPHE FE-TI-C AUX INTERFACES TIC-FE. LA SPECTROSCOPIE MOSSBAUER MONTRE QUE LA CONCENTRATION EN CARBONE DE CET ALLIAGE EST PLUS GRANDE QUE CELLE DE TITANE, CE QUI PROUVE QUE LE MELANGE IONIQUE DU CARBONE EST NETTEMENT SUPERIEUR A CELUI DU TITANE. LA COMPARAISON ENTRE LES MELANGES IONIQUES DE TROIS BICOUCHES TIC-FE (430A TIC/FE, 220A TIC/FE ET 400A FE/TIC) DEMONTRE L'EXISTENCE D'UNE DIFFUSION BALISTIQUE TRES IMPORTANTE DES ATOMES DE CARBONE DANS LE TIC, QUI N'EXISTE PAS POUR LES ATOMES DE TITANE. LA DIFFUSION BALISTIQUE DES ATOMES DE CARBONE DANS LE TIC, SERAIT PRINCIPALEMENT DUE AU GRAND NOMBRE DE SEQUENCES DE REMPLACEMENTS SOUS-SEUIL (SRSS) DIRIGEES VERS L'EXTERIEUR DES CASCADES DE COLLISIONS. CES SRSS SERAIENT PROVOQUEES PAR UNE FORTE CONCENTRATION DE LACUNES SUR LE SOUS-RESEAU CARBONE DU TIC
Author: Agnes Buka Publisher: World Scientific ISBN: 1848167997 Category : Science Languages : en Pages : 299
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The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Author: Jerome V. Moloney Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9780387985817 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 270
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Mathematical methods play a significant role in the rapidly growing field of nonlinear optical materials. This volume discusses a number of successful or promising contributions. The overall theme of this volume is twofold: (1) the challenges faced in computing and optimizing nonlinear optical material properties; and (2) the exploitation of these properties in important areas of application. These include the design of optical amplifiers and lasers, as well as novel optical switches. Research topics in this volume include how to exploit the magnetooptic effect, how to work with the nonlinear optical response of materials, how to predict laser-induced breakdown in efficient optical devices, and how to handle electron cloud distortion in femtosecond processes.
Author: Valérie Fouquet (physicienne).)
Author: Valérie Fouquet (physicienne).)
Author: PATRICIA.. SAILLARD
Author: NADHIRA.. BENSAADA-LAIDANI
Author: Pascal Gesan
Author: Agnes Buka
Author: Jerome V. Moloney