Thèse soutenue

Dépôt chimique en phase vapeur de Si3N4 : cinétique de dépôt et amélioration du comportement à l'oxydation et au frottement de céramiques non oxydes

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Auteur / Autrice : Nicolas Roels
Direction : Jean Desmaison
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science des matériaux céramiques et traitements de surface
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Limoges
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

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Résumé

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Des dépôts de nitrure de silicium sont obtenus par pyrolyse de mélanges tétraméthylsilane/ammoniac en présence d'un gaz diluant (H2, N2, Ar) dans un réacteur vertical à paroi chaude, sous pression réduite (4-10 Torr). Dans la première partie, les conditions expérimentales conduisant au contrôle de la cinétique de dépôt par la réaction superficielle sont déterminées. Dans ce domaine, la mise en oeuvre d'une technique de planification expérimentale a permis la discrimination des paramètres influents et l'estimation des vitesses de dépôt. L'influence des principaux paramètres de dépôt (T, P, rapport des débits de gaz réactifs, débits de gaz réactifs, nature et débit du gaz diluant) sur les mécanismes réactionnels ainsi que sur la structure et la composition des films ( taux de carbone "libre") est discutée sur la base des résultats thermodynamiques et cinétiques. Dans la deuxième partie, l'influence d'un revêtement CVD de Si3N4 sur le comportement à l'oxydation et au frottement de céramiques non oxydes est étudiée. La première étude a porté sur la protection contre l'oxydation interne d'une nuance de nitrure de silicium fritté réaction (RBSN) poreux, par un revêtement superficiel. Celle-ci met en évidence l'existence d'une épaisseur critique (6 µm) et le moindre pouvoir protecteur des revêtements amorphes. Dans la deuxième étude, l'influence de revêtements à teneur contrôlée (2,5 - 14 wt%) en carbone "libre" sur les propriétés tribologiques de couples céramiques non oxydes (SiC/SiC ou Si3N4/Si3N4) est mise en évidence. Des résultats particulièrement prometteurs sont obtenus à haute température (600°C) pour le couple Si3N4/Si3N4).