Génie des Matériaux
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Item Etude des propriétés mécaniques et électrochimiques des revêtements à base de nitrures de zirconium élaborés par pulvérisation magnétron(Université M'Hamed Bougara : Faculté de Technologie, 2022) Azibi, Mourad; Aknouche, Hamid(Directeur de thèse)Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'étude des propriétés structurelles, mécaniques et électrochimiques des revêtements de nitrure de zirconium déposés sur de l'acier inoxydable AISI 316L et du silicium monocristallin (100) par pulvérisation magnétron radiofréquence à différents taux d'azote [N2/(Ar+N2)]% (0, 12, 16, 20 et 25%) et de la polarisation du substrat (0, -50 et -100V). Le microscope électronique à balayage, la microscopie à force atomique, la diffraction des rayons X (XRD) et Raman sont utilisés pour étudier la morphologie de surface et la microstructure des couches obtenues. Les propriétés mécaniques et électrochimiques de tous les revêtements sont évaluées et comparées à l'AISI 316L non revêtu pour explorer l'efficacité de la modification de surface. Les analyses XRD et Raman montrent que tous les couches sont cristallines. L’augmentation de la teneur en azote conduit à une transformation de la phase hexagonale de -Zr en c-Zr cubique, puis en phases mixtes de -Zr et de c-ZrN cubique à faces centrées alors que les couches Zr-N déposées avec un taux d’azote fixe et une tension de polarisation de substrat négative de 0-100 V présentaient une structure c-ZrN avec une texture qui varie de (200) à (111). Toutes les couches sont considérablement plus dures que le substrat AISI 316L non revêtu avec des valeurs de nanodureté allant de 26.3 à 39.3 GPa. En utilisant la méthode de polarisation potentiodynamique, le comportement à la corrosion des couches a été étudié dans la solution de Hank. La comparaison entre les substrats non revêtus et revêtus montre une diminution de la densité de courant de corrosion pour tous les échantillons revêtus. Les couches c-Zr ont présenté un courant de corrosion le plus faible et la résistance de polarisation la plus élevée par rapport aux autres revêtements ; ces résultats sont dus à la densité de défauts plus faible du système de revêtement c-Zr résultant de la plus haute cristallinité de la couche. Dans les systèmes de revêtement à base de c-ZrN, il a été observé que la densité de courant de corrosion change avec la texture d’un côté et avec la taille des cristallites d’un autre côté. Ces deux paramètres affectent la qualité du revêtement ainsi la présence de défauts dans ces couchesItem Elaboration et caracterisation des couches minces sur les aciers par les methodes non destructives(2018) Ziouche, AichaLe but de cette étude est l’évaluation et la caractérisation par les méthodes non destructives, les courants de Foucault et les courants de Foucault pulsés, l’effet des traitements thermiques sur des aciers faiblement alliés et des aciers inoxydables duplex ainsi que sur des couches minces élaborés par électrodéposition. Des caractérisations structurales par microscope électronique à transmission (MET), des caractérisations mécaniques (dureté, résilience,…) et électrochimiques ont été effectuées sur les aciers traités. Les couches minces protectrices contre la corrosion sont élaborées à partir d'un bain de nickel et de l'alumine avec une variation de la quantité d'alumine de 5-20g / l. La morphologie de la surface et la microstructure des revêtements Ni-Al2O3 ont été déterminées au moyen de la microscopie électronique à balayage (MEB) et de la diffraction des rayons X (XRD). Les résultats obtenus de la mesure de la dureté par nano-indentation, la mesure de l'épaisseur et les essais électrochimiques ont abouti à une augmentation de la résistance à la corrosion lorsque la quantité d'alumine augmente. Il a été trouvé une bonne corrélation entre les résultats obtenus à partir des essais non destructifs et les méthodes traditionnellesItem Etude de l'effet du recuit à haute température sur les propriétés des couches minces de ZnO déposées par spray pyrolyse pour application photovoltaïque(2010) Belkhalfa, HakimL’oxyde de Zinc est parmi les oxydes transparents et conducteurs les plus prometteurs dans le domaine du photovoltaïque. En effet, il joue le rôle de fenêtre optique permettant de capter plus de photons. Le présent travail consiste à étudier et comprendre le comportement du ZnO déposé par spray pyrolyse avec le recuit de frittage à hautes températures de la métallisation par sérigraphie. La métallisation par sérigraphie est la technique de fabrication par excellence de cellules solaires à l’échelle industrielle. On se focalise surtout sur les propriétés structurelles et chimiques. Dans le but d’augmentation du rendement de conversion des cellules solaires à base de silicium, une couche mince d’un oxyde transparent et conducteur TCO est déposée sur une jonction np. Cette couche mince ZnO doit subir le recuit de frittage de la métallisation par sérigraphie de 650°C à 900°C. Pour l’étude des propriétés structurelles et chimiques, des couches minces d’oxydes de zinc ont été déposées sur des substrats de quartz afin de supporter les hautes températures de la métallisation par sérigraphie. Il a été constaté une que les paramètres structurelles des couches déposées concorde avec la théorie ainsi que la composition chimique des couches n’est pas influencer par l’augmentation de la température de recuit ce que ne va pas nuire au propriétés optiques qui est le but de notre travailItem Elaboration et caractérisation de couches minces de TiCN réalisées par pulvérisation magnétron RF(2011) Tazerout, MohandL’étude des couches minces connait un essor considérable, aussi bien dans les approches théorique que dans les techniques expérimentales. L’industrie, par ses divers domaines, est la plus exigeante de la technologie des dépôts et des revêtements, ainsi, grâce au développement de nouveaux procédés d’élaboration de couches minces, on est arrivé à mettre au point des matériaux possédant des propriétés désirées. Des études ont été réalisées sur le composé TiCN et des résultats surprenant ont été obtenus sur les propriétés de ces couches. Plusieurs techniques sont utilisées pour déposer les couches minces de TiCxNy, parmi elles les techniques de dépôts chimiques en phases vapeur (CVD), qui travaillent en moyenne et hautes températures. L’avantage d’utiliser les techniques de dépôts physique en phase vapeur (PVD) réside dans le fait de travailler à des températures plus basses. De plus c’est une technique qui respecte l’environnement. Dans notre cas nous avons utilisé une des techniques PVD, à savoir la pulvérisation cathodique en faisant varier la pression totale, la puissance de la décharge, la composition du mélange gazeux et le temps de dépôts. L’objectif de notre travail, est l’étude de l’effet des conditions expérimentales sur les propriétés mécaniques, optiques et électriques des couches minces de carbonitrure de titane (TiCN) déposées par pulvérisation cathodique magnétron RF (13,56 MHz)Item Cristallisation assistée par un métal du silicium amorphe déposé par différentes techniques(2013) Kezzoula, FaouziDans ce travail de thèse, nous avons entrepris le dépôt, la cristallisation et l'étude des propriétés structurales et optiques de couches minces de silicium amorphe non hydrogéné (a-Si) et hydrogéné (a-Si : H). Les couches minces de silicium amorphe ont été élaborées on utilisant deux techniques de dépôts, à savoir la pulvérisation cathodique (RF et DC) et le Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition PECVD). Au début Une étude de la cristallisation de silicium amorphe (a- Si) a été réalisée en utilisant la variation de la pression partielle d'argon (PAr) au cours de dépôt par pulvérisation cathodique RF. La couche déposée à la pression pareille de 1.5.10-2 mbar a montré un début de cristallisation. Par la suite, nous avons utilisé une technique de cristallisation après dépôt de la couche de silicium amorphe non hydrogéné et hydrogéné qui est la cristallisation induite par l'aluminium (CIA) et qui consiste à recuire une bicouche de a-Si : H/Al/substrat à des températures inférieure à l'eutectique (Teu=577°C) pendant quelques heures. Au début, nous avons varié la température de recuit entre 250°C et 550°C pour cristalliser les structures a-Si (400nm)/Al (400nm)/Corning et a-Si : H / (400nm)/Al (400nm)/Corning). Les résultats ont montré que la couche de silicium amorphe hydrogéné (a-Si : H) recuite à une température de 550°C pondant 4 heures a présenté une meilleure cristallisation. Nous avons étudié par la suite l'influence l'épaisseur de la couche de silicium amorphe qui a été déposée sur Al(300)/Verre (Corning). La cristallisation latéral est favorisée lorsque le rapport entre l'épaisseur de Al et a-Si : H est égal à 1. Les résultats Raman ont montrés une amélioration de la cristallisation de la couche amorphe en augmentant le temps de recuit on utilisant la méthode de la cristallisation induite par l'aluminium. L'épaisseur de la couche d'aluminium qui jeu un rôle très important dans la cristallisation de la couche amorphe a été étudiée. Une meilleure cristallisation s'est produite pour une couche d'aluminium suffisamment épaisse. L'effet d'un pré-recuit d'une couche du métal a été évoqué et les résultats ont montées qu'un recuit avant dépôt de la couche amorphe à la température de 550°C ne favorise pas la cristallisation de la couche amorphe en utilisant la méthode de CIM dans le cas de l'aluminium (Al), par contre dans le cas de l'or (Au), se pré-recuit à une température de 320°C favorise l'augmentation de la taille des grain et conduit à la cristallisation de la couche amorphe. Une couche de silicium amorphe hydrogéné a été déposée sur cellules solaires monocristalline pour l'étude la passivation. Le recuit rapide à une température de 550°C a amélioré la passivation de ces cellules. Une meilleure passivation est obtenue pour un indice de réfraction de 2 après recuit rapide de la cellule aux températures 550°C et 750°CItem Caractérisation des couches minces d'oxyde de titane obtenues par le procédé sol-gel(2014) Bensouici, FayçalCette thèse concerne la préparation des couches mince d’oxyde de titane TiO2 par voie sol-gel par l’utilisation de la technique trempage-tirage. De plus, leurs caractérisation et l’évaluation des performances photocatalytiques. Les couches obtenues sont amorphes. Pour les échantillons ayant subi un recuit à 450 C, les analyse DRX montrent l’apparition de la phase anatase seulement avec une taille des particules nanométrique d’environs 16 nm. De plus, il a été remarqué que l’utilisation de deux acides différents tels que l’acide nitrique (HNO3) et l’acide chlorhydrique (HCl) dans la préparation des couches n’influence pas les propriétés physique et structurales alors que la morphologie de la surface est influencée. Les images AFM et MEB montrent que la surface des couches préparées par HNO3 est plus aiguë que celle préparé par HCl ce qui a un effet direct sur leur activité photocatalytique. D’autre part, les résultats obtenus montrent qu’il y a une relation proportionnelle entre l’épaisseur des couches et l’activité photocatalytique. D’après l’étude de la décomposition de bleu de méthylène et la rhodamine B, il est observé que le rendement catalytique des couches augmente avec l’augmentation d’épaisseur jusqu’à un seuil de 7 couches où le rendement devient stable. Il a été remarqué que le dopage des couches avec de faibles pourcentages (< 1%) de nanoparticule d’Ag par l’utilisation de AgNO3 comme source augmente l’activité photocatalytique. L’étude structurale des couches TiO2 confirme que les particules d’Ag se précipitent à la surface et n’entrent pas dans la matrice structurale de TiO2