Etude numérique et expérimentale d'un réacteur de dépôt sur fibre par voie PVD

Numerical and experimental study of a PVD reactor devoted to the online fibre coating

• Auteur / Autrice : Pascal Bocquet
• Direction : Gérard Gousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie

Plasmas (gaz ionisés) -- Confinement

Mots clés libres

Composite à matrice métallique

Physique

Généralités physique

Résumé

Cette thèse est centrée sur l'étude d'un réacteur tubulaire de pulvérisation cathodique triode à confinement magnétique. Ce dispositif conçu à l'ONERA, est utilisé pour la production en continu de dépôt d'alliage de titane sur des fibres en carbure de silicium (SiC) destinées à la fabrication de composites à matrice métallique (CMM). Le travail exposé dans ce mémoire est axé sur l'étude du plasma d'argon utilisé dans ce dispositif. Il a pour objet de comprendre le fonctionnement du réacteur de dépôt PVD afin d'optimiser le procédé de fabrication. Parallèlement aux travaux expérimentaux réalisés, les difficultés de mise en oeuvre de diagnostic local du plasma, ont nécessitées le développement et l'utilisation d'un code de modélisation particulaire (MCC-PIC) de l'enceinte de dépôt. Les comparaisons entre les dépôts réalisés sur fibres fixes ou défilantes, les mesures par spectroscopie et les résultats numériques permettent d'interpréter les phénomènes majeurs observés dans la décharge. . .

This thesis is devoted to the study of a triode cathodic tubular sputtering device with a magnetic confinement. This facility, designed by the ONERA, is used for the online production of titanium alloy coat on silicon carbide (SiC) fibres for the industrial manufacture of metal matrix composites (MMC). The work reported in this thesis is based on the study of the argon plasma used in the reactor. It aims at answering the two following questions: how this production tool is working? and what is about its limitations? Concurrently with the experimental studies, we developed and used a particles simulation code (MCC-PIC) of the coating chamber. It gives access to some plasma parameters hardly measurable because of the tubular geometry of the device. The comparison between the coatings produced with static and running fibres, the spectroscopy measurements and the numerical results allow us to understand the major part of the physical phenomena observed in the discharge. . .