Elaboration par un procédé PVD de multicouches céramiques sur des substrats en nitrure de bore : Etude du procédé et de la réactivité aux interfaces en vue d’améliorer l’adhérence des dépôts

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Physique,

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Pulvérisation cathodique magnétron, Oxyde d’aluminium, Carbure de bore, Propriétés électriques, Réactivité

Mots-clés

Dépôts céramiques,

Alumine,

Carbure de bore,

Pulvérisation cathodique,

Matériaux céramiques - Propriétés électriques

A l’intérieur d’un tube à onde progressive (TOP), le montant en nitrure de bore est soumis à une irradiation électronique, produisant le phénomène indésirable d’accumulation de charges en surface. Afin d’éviter ce phénomène, un dépôt céramique multicouche est réalisé avec un rendement d’émission électronique élevé. Dans cette étude, le dépôt se compose de couches minces céramiques (oxyde d’aluminium et carbure de bore) élaborées par pulvérisation cathodique magnétron sur des substrats en nitrure de bore. Les paramètres d’élaboration ont été étudiés afin de comprendre leur influence sur les propriétés physico-chimiques et électriques des dépôts. Il a été constaté que les propriétés électriques requises étaient uniquement atteintes après un traitement thermique. Néanmoins, le traitement impacte la qualité des dépôts, plus précisément l’interface entre les couches et le substrat. C’est pourquoi, la réactivité entre les différentes phases céramiques contribuant aux dépôts (Al2O3, B4C) et au substrat (BN) a été étudiée en fonction des conditions de température et de pression. Ces travaux de recherche ont mis en évidence l’importance de la teneur en oxygène au sein des matériaux contenant du bore. Lors des traitements thermiques la réaction avec l’alumine génère la formation des différentes phases de borate d’aluminium. Finalement, une approche visant à l’amélioration de la qualité de l’interface et de l’adhérence entre la couche d’alumine et le substrat de BN a été abordée.