Sciences des matériaux
Improving the sensitivity of Raman signal of ZnO thin films deposited on silicon substrate
Raman spectroscopy results of DC reactive sputtering of ZnO thin films deposited on silicon substrates are reported. Monocrystalline silicon wafers are frequently used as substrates for thin film deposition, and when working on thin films materials of rather low Raman cross-sections such as ZnO, it is difficult and even sometimes hopeless to extract the Raman information relevant to the film from the silicon signal.In this paper, we show that using a 457 nm wavelength of the laser excitation combined with the effect of silicon Raman selection rules through convenient orientation of the silicon substrate, the 520 cm-1 Si signal can be sufficiently attenuated to give access to the ZnO Raman information, whatever the important difference of intensity between them. Voir les détails
Mots clés : Raman spectroscopy, Thin films, Silicon, Zinc oxide, DC reactive sputtering deposition
STYDY OF MECHANICAL PROPERTIES OF MOLYBDENUM COATINGS DEPOSITED BY THERMAL FLAME SPARYING ON GRAY CAST IRON
Thermal spraying coatings are used to meet the most stringent industrial requirements in the wider of application. The molybdenum coatings present a good wear resistance which used several mechanical applications. In this work, we studied the mechanical properties of molybdenum coating deposited using thermal flame spraying on gray cast iron with lamellar graphite. After optimization of the spraying parameters, the microstructure was investigated using optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The mechanical properties obtained by microhardness and nanoindentation tests were evaluated on a polished cross section. The mass loss was measured using the abrasive wear test at varying the normal load. The results showed an improvement the mechanical properties of gray cast iron after deposition of molybdenum with wire-flame spraying. Voir les détails
Mots clés : Thermal Spraying, Molybdenum Coating, mechanical properties, Nanoindentation, wear.
Thermal oxidation of tin layers and study of the effect of their annealings on their structural and electrical properties
The main objective of this article is the control of tin dioxide preparation process onglass substrate. Layers of pure tin with thicknesses of 500 and 1000deposited. Their enrichment with oxygen is ensured by thermal annealing for 1 and2 h in a continuous tube furnace with temperatures varying between 300 and 500 1C.The tin film formed by vacuum evaporation has tetragonal crystalline structure, andis composed of grains of various sizes separated by grain boundaries. After annealing inoxygen, the formed phases consist of a mixture of SnO and SnOcrystalline mixturesand sometimes amorphous tin oxide. The more the time or the temperature ofannealing, the more the quantity of SnO22and SnO. For an annealing at 500 1C for10 h the size of grains increases more than annealing for 2 h. This is confirmed by thestudy of their micrographs.The electrical resistivity of these layers, measured by the 4 point method, iscorrelated to the size of the oxide particles: the smaller the particle size, the lowerthe electrical resistivity.˚ Voir les détails
Mots clés : vacuum evaporation, SnO2, Thermal oxidation, X-rays, Thin layers, SEM
L’influence des éléments d’addition (TI, B, ZR) sur les propriétés mécaniques et la résistance a la corrosion des alliages intermétallique FeAL B2
Les alliages FeAl ont fait l’objet d’importantes recherches dans les années 60 mais à cause de leur fragilité excessive, Le recours au dopage par éléments d’addition a redonné espoir à cette famille d’alliage et a relancé la recherche. Dans le cadre du travail présenté ici nous avons étudié des alliages élaborés sur la base de l’intermétallique Fe-Al40 dans un four à arc avec l’ajout d’éléments d’addition (Ti,B,Zr). Les objectifs de cette étude ont consisté à chercher à améliorer la tenue mécanique de l’alliage, à l’ambiante, et la résistance à la corrosion. Les microstructures des alliages élaborés ont été examinées par le microscope optique (MO), et le microscope électronique à balayage (MEB). Les différentes phases présentes dans le matériau ont été identifiées par diffraction aux rayons X (DRX). Les nombres des duretés ont été déterminés par l’essai de dureté Vickers (HV) et les mesures de microdureté Vickers. Les études électrochimiques ont été performé en utilisant les courbes de polarisation potentiodynamique et par la spectroscopie d’impédance électrochimique(EIS). Les observations microstructurales ont indiqué la présence de précipités qui sont le résultat de l'introduction du B et du Zr. L'ajout du Bore à l'alliage FeAlTi a diminué la dureté, mais l'effet combiné du (Ti, B, Zr) à conduit à un durcissement structural à basse température. Il a été observé que tous les éléments ajoutés à l’alliage binaire FeAl ont amélioré la résistance à la corrosion, mais l’alliage FeAlTiB a présenté les meilleures caractéristiques de protection contre la corrosion. Voir les détails
Mots clés : alliage intermétallique, FeAl-B2, DRX, propriétés mécaniques
Elaboration et caractérisation de couches minces de TiCN réalisées par pulvérisation magnétron RF
Titanium carbonitride is a material of high technological interest because of its beneficial proprieties including high hardness, low friction and chemical inertness. Chemical Vapor Deposition (CVD) processes are used, in a long time, to produce TiCN thin films. But the high substrate temperature condition work causes thermal damage to the deposited films and the substrate. But the physical vapor deposition (PVD) is mostly used because it’s an environmentally technique for coating deposition it’s used at relatively low substrate temperature. The sputtering is used for depositing TiCxNy films, the films properties are widely changed by the variation of the sputtering conditions, such as reactive gas pressure, total pressure, and substrate bias voltage. Therefore it was interesting to study the effect of the deposition parameters on deposited films.In this study, titanium carbonitride thin films have been deposited on silicon, glass and steel substrates by reactive RF sputtering (13.56 MHz) from a pure titanium target in Ar-CH4-N2 mixture. The main variables investigated are the composition of the CH4-N2 gas mixture, the total pressure, the discharge power, substrate bias, and the deposition time. The microstructure and chemical composition of the coating were studied respectively by X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The optical and electrical properties will be discussed and correlated to the deposition parameters. Voir les détails
Mots clés : TiCN, Thin films, Pulvérisation magnétron RF
Aluminium-induced crystallization ofamorphous silicon films deposited byDC magnetron sputtering on glasses
Amorphous silicon (a-Si) and hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) films were deposited by DC magnetron sputtering technique with argon and hydrogen plasma mixture on Al deposited by ther- mal evaporation on glass substrates. The a-Si/Al and a-Si:H/Al thin films were annealed at different temperatures ranging from 250 to 550 ◦C during 4 h in vacuum-sealed bulb. The effects of annealing temperature on optical, structural and morphological properties of as-grown as well as the vacuum- annealed a-Si/Al and a-Si:H/Al thin films are presented in this contribution. The averaged transmittance of a-Si:H/Al film increases upon increasing the annealing temperature. XRD measurements clearly evi-dence that crystallization is initiated at 450°C. The number and intensity of diffraction peaks appearing in the diffraction patterns are more important in a-Si:H/Al than that in a-Si/Al layers. Results show that a-Si:H films deposited on Al/glass crystallize above 450 ◦C and present better crystallization than the a-Si layers. The presence of hydrogen induces an improvement of structural properties of poly-Si prepared by aluminium-induced crystallization (AIC). Voir les détails
Mots clés : Crystallization, Thin films, Hydrogenated amorphous silicon, AIC, Raman, XRD
Effect of the heat treatment on the microstructural evolution of the Nickel based superlloy
The effect of heat treatment on the microstructure of cobalt-rich nickel based superalloy was studied applying scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The aim of the present work was to investigate the formation and evolution of different phases during the heat treatment of superalloy similar to Udimet 500. The presence of a relatively high volume fraction of γ’ particles in the γ matrix suggests on inefficient cooling rate during oil quenching from 1150°C. Carbides such as MC primary carbides of the type TiC and MoC as well as secondary carbides M23C6 (Cr23C6) were found in grains and at grain boundaries. Voir les détails
Mots clés : superalloy; heat treatment;, SEM and TEM; γ' particles; carbides .
Influence de la précipitation secondaire sur les propriétés d'usure d'une fonte au chrome alliée
La résistance à l'usure des fontes au chrome est fonction du type d'éléments d'addition. Notre approche consiste à étudier l'effet combiné des éléments d'alliage (Ti, Mo, Mn et Nb) sur le comportement à l'usure des fontes au chrome. plusieurs techniques sont employées ( microscopie optique et MEB, DSC et DRX). Des essais d'usure par frottement et par abrasion ont complété cette étude. Les résultats obtenus montrent que l'addition des éléments d'alliage a eu un effet affinant sur la matrice. Un changement microstructural est enregistré au niveau de la matrice sous forme de précipitations proeutectiques et secondaires. Les éléments carburigènes introduits dans la fonte ont favorisé une nette augmentation de la résistance à l'usure par frottement après traitement thermique, comparativement à leur effet sur la résistance à l'abrasion. Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, usure, précipitations
INFLUENCE DE LA PRECIPITATION SECONDAIRE SUR LES PROPRIETES D’USURE D’UNE FONTE AU CHROME ALLIEE
Résumé –Influence de la précipitation secondaire sur les propriétés d’usure d’une fonte au chrome alliée. La résistance à l’usure des fontes au chrome est fonction du type d’éléments d’addition. Notre approche consiste à étudier l’effet combiné des éléments d’alliage (Ti, Mo, Mn et Nb) sur le comportement à l’usure des fontes au chrome. Plusieurs techniques sont employées (microscopie optique et MEB, DSC et DRX). Des essais d’usure par frottement et par abrasion ont complété cette étude. Les résultats obtenus montrent que l’addition des éléments d’alliages a eu un effet affinant sur la matrice. Un changement microstructural est enregistré au niveau de la matrice sous forme de précipitations proeutectiques et secondaires. Les éléments carburigènes introduits dans la fonte ont favorisé une nette augmentation de la résistance à l’usure par frottement après traitement thermique, comparativement à leur effet sur la résistance à l’abrasion. Voir les détails
Mots clés : fonte au chrome, usure, précipitation secondaire
Effet du niobium sur la résistance à l’usure d’une fonte au chrome traitée thermiquement
RésuméLes fontes au chrome sont bien connues pour leurs propriétés à l’usure. Elles sont utilisées dans les domaines miniers, cimentiers ainsi que tant d’autres. Leurs facultés de résister à l’usure sont principalement dues à leur microstructure qui est constituée d’un réseau de carbure eutectique du type M7C3 contenu dans une matrice austénitique ou martensitique. Plusieurs chercheurs ont exploré la possibilité d’améliorer les propriétés à l’usure de ces fontes en agissant sur la microstructure, la morphologie des composants microstructuraux ainsi que sur leur distribution. Le présent travail consiste à étudier l’effet du niobium sur le comportement à l’usure d’une fonte au chrome. Des caractérisations par microscopie optique, usure par abrasion et par frottement sont réalisées dans le but de déterminer la résistance à l’usure de cette fonte et le type de microstructure ayant été à l’origine de cette amélioration. Les résultats obtenus montrent que la fonte étudiée est une fonte à 15 % de chrome. L’addition du niobium a eu un effet sur la microstructure ainsi que sur les résistances par abrasion et par frottement des échantillons de fontes traitées. La résistance à l’usure augmente avec l’accroissement de la teneur en niobium. Voir les détails
Mots clés : Fontes au chrome, usure, carbures eutectiques, éléments d’alliages