Thèse soutenue

Matériaux et procédés pour la modulation spatiale de l’émissivité électronique d’une cathode thermoïonique

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Auteur / Autrice : Benjamin Renouf
Direction : Christian BrylinskiMihai Bogdan LazarOlivier Dezellus
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 07/11/2019
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces (1995-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
Jury : Président / Présidente : Daniel Alquier
Examinateurs / Examinatrices : Christian Brylinski, Dominique Mangelinck, Arnaud Brioude
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne-Lise Thomann, Ana Lacoste

Résumé

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L’objectif de cette thèse est l’étude et la démonstration de la faisabilité d’un procédé de fabrication fiable et reproductible permettant la création d’un dispositif de modulation spatiale de l’émissivité électronique à la surface d’une cathode thermoïonique. Ce procédé doit permettre le maintien de la géométrie de la carte d’émissivité tout au long de la durée de vie opérationnelle de la cathode. Le premier sujet d’étude a donc été de mettre au point un procédé de dépôt localisé de deux types de couches minces : un matériau à faible travail de sortie pour les zones émissives et un matériau à fort travail de sortie pour les zones anti-émissives. Les essais réalisés au cours de la thèse ont permis de conforter les résultats obtenus lors de tests précédents, et de mettre en place un procédé répétable. Une étude complémentaire a également démontré qu’il était possible d’étendre ce procédé à d’autres configurations de surface, en apportant quelques modifications mineures. Le second axe principal de la thèse a été de compléter les connaissances concernant les phénomènes de diffusion pouvant dégrader la géométrie des dépôts localisés, qu’ils soient émissifs ou anti-émissifs. Une méthodologie a donc été pensée et mise en place, dans le but de caractériser et modéliser l’interdiffusion pour des couples de métaux réfractaires intervenant dans le procédé de dépôts localisés en surface d’une cathode. Le dispositif d’étude a ainsi permis de mettre en évidence l’interdiffusion en volume pour un couple de matériaux intervenant en zone émissive. L’interprétation des données récoltées a conduit à l’obtention de valeurs d’énergie d’activation et de coefficients de diffusion qu’il a été possible de comparer à la littérature