Modifications par implantation ionique de films minces de TiC : application à l'étude du mélange ionique de bicouches TiC-Fe

par Pascal Gesan

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Jacques Delafond.

Soutenue en 1994

à Poitiers .

mots clés

• Matériaux céramiques
• Spectroscopie Mössbauer

Résumé

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

Titre traduit

Ion beam modifications of tic thin films : effects on ion beam mixing of tic-fe bilayers

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