Développement des revêtements architecturés durables élaborés par des technologies hybrides PVD et ALD

Development of sustainable architectural coatings produced by hybrid PVD and ALD technologies

• Auteur / Autrice : Elias Kaady
• Direction : Akram Alhussein, Roland Habchi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 26/01/2023
• Etablissement(s) : Troyes en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Organisme européen de financement : Fonds européen de développement régional
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie Simultanée / LASMIS
• Jury : Président / Présidente : Juan Creus
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Akram Alhussein, Roland Habchi, Juan Creus, Nicolas Martin, Lionel Santinacci, Salima Bouvier, Sami Youssef, Youssef Zaatar
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nicolas Martin, Lionel Santinacci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Atomic Layer Deposition

Pulvérisation cathodique

Couches minces

Anticorrosion

Mots clés libres

Anticorrosion

Couches minces

Pulvérisation cathodique

Dépôt de couches atomiques

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Corrosion and anti-corrosives

Thin films

Magnetron sputtering

Atomic layer deposition

Materials--Mechanical properties

Résumé

L’objectif de cette thèse est de développer une nouvelle génération des couches minces duplex par la combinaison hybride des techniques de pulvérisation cathodique magnétron et de dépôt de couches atomiques. La structure, la morphologie, le comportement mécanique et les propriétés électrochimiques des revêtements ont été évaluées. Différentes architectures de revêtements hybrides : ALD/PVD, PVD/ALD et PVD/ALD/PVD ont été étudiées. L’étude a été réalisée sur la combinaison des couches minces d’AlZr, CrN et CrCN déposées par PVD, et Al₂O₃, ZnO, TiO₂ et Al₂O₃-ZnO nanolaminées déposées par ALD. Pour mieux comprendre le rôle de chaque type de couche sur les propriétés physico-chimiques du revêtement hybride, la position et l’architecture de la couche ALD ainsi que l’influence de la variation de la période des bicouches de nanolaminées ont été analysées. Les résultats obtenus indiquent que la combinaison hybride des revêtements PVD et ALD présente une stratégie prometteuse pour améliorer la résistance à la corrosion par piqûres des aciers utilisés pour les applications maritimes.

The PhD thesis aims to develop a new generation of duplex thin films performed by the combination of magnetron sputtering and atomic layer deposition techniques. The structure, morphology, mechanical behavior and electrochemical properties of different hybrid coatings architectures ALD/PVD, PVD/ALD and PVD/ALD/PVD were investigated. In this study, AlZr, CrN and CrCN PVD thin layers and Al₂O₃, ZnO, TiO₂ and Al₂O₃-ZnO nanolaminates ALD layers were combined in hybrid coatings. The position and the architecture of the ALD layer in the hybrid coatings as well as the influence of the variation of the nanolaminate bilayers period thickness were studied in order to further investigate their effect on the physico-chemical properties. The results revealed that the PVD and ALD hybrid coatings combination is a promising strategy to improve the pitting corrosion resistance of steels used in marine applications.