Florent UNY, nouveau docteur de l’UTT le 20 décembre 2018 à Nogent.

, par Sandrine Sanchette

Florent UNY est un nouveau docteur de l’université de Technologie de Troyes (UTT) pour sa trés belle thèse soutenue le 20 décembre 2018 à Nogent : « Élaboration et caractérisation de dépôt (Ti, Al)N par CVD thermique pour la protection d’alliages en conditions extrêmes » Directeur de thèse : Frédéric SANCHETTE

Résumé

Les dépôts Ti1-xAlxN comptent parmi les revêtements les plus utilisés industriellement pour la protection des outils de coupe. Ces revêtements permettent, grâce à leur grande dureté et leur bonne résistance à l’oxydation, d’augmenter considérablement la résistance à l’usure de ces outils. Le développement des techniques LPCVD a permis l’obtention de nouvelles microstructures, et permet d’atteindre des propriétés dépassant celles des dépôts obtenus par PVD.

Des dépôts TiN et Ti1-xAlxN à taux d’Aluminium variable ont donc été déposés dans un réacteur LPCVD à l’échelle industrielle. L’influence de certains paramètres (température, pression totale, pressions partielles) sur les vitesses de croissance, morphologies et structures des dépôts TiN a tout d’abord été évaluée.

Des calculs thermodynamiques ont été effectués afin d’orienter l’étude expérimentale sur les dépôts Ti1-xAlxN à taux d’Aluminium contrôlé. L’évolution des taux d’Aluminium relevés expérimentalement est cohérente avec les résultats des calculs. Les revêtements ainsi déposés ont été caractérisés en termes de morphologie et de structure. La formation « spontanée » de domaines montrant une modulation des quantités de Titane et d’Aluminium a pu être relevée dans tous les dépôts. Les duretés et résistance à l‘oxydation ont été étudiés et semblent inférieures à celles obtenus dans un dépôt de qualité industrielle. Ces différences s’expliquent par les conditions d’élaboration de nos dépôts, plus proches de l’équilibre thermodynamique.

Abstract

Ti1-xAlxN coatings are among the most commonly used coatings for protecting cutting tools. These coatings achieve high hardness and high oxidation resistance, allowing a strong increase of wear resistance and lifetime of cutting tools. The development of LPCVD processes allowed the deposition of coatings with new microstructures and having properties that can compete with or even exceed those obtained by PVD.

TiN and Ti1-xAlxN with various Al-content were thus deposited in an industrial reactor. The influence of some parameters (temperature, total pressure, partial pressures of reactants) on the growth rate, morphology and structure of TiN coating was evaluated.

The control of the Al-content in Ti1-xAlxN was guided using thermodynamical calculations. Ina general way, both experimental and calculated Al-content were found to have the same evolution, although the experimental values are higher than the calculated ones. Coatings were characterized in terms of morphology and structure. The spontaneous formation of domains showing a modulation of Al- and Ti-content was reported in all coatings. The hardness and oxidation resistance of these coatings were found slightly lower than those obtained for an “industrial quality” coating. These differences in properties can be explained by the elaboration conditions of our coatings, closer to the equilibrium conditions.

Mohamed Fares Slim a soutenu sa thèse le jeudi 29 novembre 2018, puis, Alexis De Monteynard le mardi 18 décembre 2018, et enfin, Florent Uny le jeudi 20 décembre 2018. Ils ont présenté leurs 3 années de travaux de recherche devant des jurys venus de toute la France.


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