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De la microstructure aux propriétés macroscopiques dans les revêtements durs PVD : l’œil du chimiste

[ jeudi 10-11-2011 12:00 | français ]De la microstructure aux propriétés macroscopiques dans les revêtements durs PVD : l’œil du chimiste Alexandre Mege-Revil Laboratoire de Mécanique de Lille
Résumé :
Les revêtements durs sont utilisés dans de nombreux domaines industriels, bien que leur utilité première soit de protéger les outils de coupe. Généralement élaborés par PVD (dépôt physique en phase vapeur), ce sont des films minces, de 0,5 à 3 µm d'épaisseur, généralement des mononitrures proches de la stœchiométrie. Le premier d'entre eux, encore très utilisé aujourd'hui, est le nitrure de titane TiN qui donne une couleur jaune dorée aux pièces revêtues. Il est très dur, et s'use assez peu. Toutefois, sa limitation principale est sa forte oxydabilité, comparable à celle de l'acier. De nos jours, la recherche a apporté sur le marché de nombreux revêtements, en déposant des mononitrures d'autres métaux de transition, ou en ajoutant certains éléments pour augmenter l'inertie chimique : Cr, Al, Si ou Y. Dans cette présentation, l'intérêt des trois premiers éléments est discuté à la lumière du lien entre les diverses évolutions de la microstructure que leur ajout provoque, et des conséquences que l'on observe lors de confrontations à des sollicitations de plus en plus complexes allant de l'oxydation isotherme à la tribo-oxydation.