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Thèse soutenue

Étude de composés Ti-B-N élaborés par dépot sous vide : relation entre microstructure, composition chimique et propriétés mécaniques

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Auteur / Autrice : Nathalie Guillon
Direction : Julian Driver
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Grenoble INPG en cotutelle avec Saint-Etienne, EMSE

Résumé

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Cette etude a pour objectif l'elaboration et la caracterisation des depots ti-b-n elabores par pulverisation cathodique magnetron dans le but d'une application industrielle telle que le revetement d'outils de coupe. Le diagramme de composition ternaire ti-b-n est explore par copulverisation reactive d'une cible de ti et de tib#2. Le domaine de composition chimique centre sur 55% at. De ti, 15% at. B et 30% at. N presente les proprietes mecaniques optimales. Afin d'etudier plus precisement l'evolution de la microstructure et des proprietes mecaniques de ce domaine, des depots sont ensuite elabores par pulverisation cathodique magnetron reactive d'une cible tibx en modifiant le debit d'azote. Le depot de composition chimique 55% at. Ti, 18. 2 % at. B et 26. 8 % at. N possede les meilleures caracteristiques mecaniques. Il correspond a une solution solide de b dans la maille tin. L'influence du bombardement ionique est etudiee ce debit d'azote. Les proprietes tribologiques ne sont pas alterees par le bombardement ionique. Une relation densite du revetement-puissance du bombardement ionique est mise en evidence. En augmentant la teneur en azote dans les depots, le bore est ejecte de la maille tin. Les revetements presentent une phase tin stoechiometrique et une phase bn observee par met. Les depots montrent alors une deterioration des proprietes tribologiques en presence de la phase bn (fragilisation des depots ou reaction physico-chimique). Tous les depots ti-b-n de structure type tin ont une durete elevee (4500 hv sous 50 g). L'hypothese d'un nanocomposite de nanocristaux tin dans une matrice amorphe tib#2 permet de conclure a un mecanisme de durcissement structural.