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FR2736361A1 - Low friction carbon@-silicon@-hydrogen@ complex thin film - produced by plasma-CVD e.g. on metal pinion or bearing part. - Google Patents

Low friction carbon@-silicon@-hydrogen@ complex thin film - produced by plasma-CVD e.g. on metal pinion or bearing part. Download PDF

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FR2736361A1
FR2736361A1 FR9507999A FR9507999A FR2736361A1 FR 2736361 A1 FR2736361 A1 FR 2736361A1 FR 9507999 A FR9507999 A FR 9507999A FR 9507999 A FR9507999 A FR 9507999A FR 2736361 A1 FR2736361 A1 FR 2736361A1
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FR
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gas
plasma
hydrogen
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Thierry Christophe Gregoire
Michel Ducarroir
Stephane Scordo
Christine Boher
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Airbus Group SAS
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Airbus Group SAS
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Abstract

A novel, low friction coefft., chemically stable, complex thin film, based on carbon, silicon and hydrogen, contains 30 wt.% hydrogen and has C : Si atomic ratio 1.4-3.3, pref. 2.4-2.5. Also claimed is a very low friction coefft. pt. having a substrate consisting of a material unaffected by heating at 500-600 [deg]C and which has surface coating of the above complex thin film, pref. with an intermediate nitrided, carburised or carbonitrided layer between the substrate and the surface coating. Further claimed is a process for coating a substrate with the complex thin film by microwave plasma-enhanced CVD.

Description

COUCHE MINCE COMPLEXE, PIECE A FAIBLE COEFFICIENT DE
FROTTEMENT REVETUE D'UNE TELLE COUCHE ET PROCEDE DE
REALISATION D'UNE TELLE PIECE.
THIN LAYER COMPLEX, PIECE WITH LOW COEFFICIENT OF
FRICTION COATED WITH SUCH A LAYER AND METHOD OF
ACHIEVING SUCH A PIECE.

DESCRIPTION
Domaine technique
L'invention concerne principalement une couche mince complexe, chimiquement stable et présentant un faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène.
DESCRIPTION
Technical area
The invention mainly relates to a complex thin layer, chemically stable and having a low coefficient of friction, based on carbon, silicon and hydrogen.

L'invention concerne également une pièce à très faible coefficient de frottement comprenant un substrat en un matériau quelconque, tel qu'un alliage de fer ou de titane, non altéré par une élévation de température entre environ 5000C et environ 6000C, et un revêtement de surface constitué par une telle couche mince complexe. The invention also relates to a very low friction part comprising a substrate of any material, such as an alloy of iron or titanium, unaltered by a temperature rise between about 5000C and about 6000C, and a coating of surface constituted by such a complex thin layer.

En outre, l'invention concerne aussi un procédé permettant de réaliser un revêtement de surface, sous la forme d'une telle couche mince complexe, sur un substrat, par dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes. In addition, the invention also relates to a method for producing a surface coating, in the form of such a complex thin layer, on a substrate, by microwave vapor-activated chemical vapor deposition.

Le faible coefficient de frottement de la couche mince complexe conforme à l'invention, ainsi que sa stabilité chimique permettent d'en envisager l'utilisation dans de nombreux domaines industriels, dès lors que des pièces en contact sont appelées à se déplacer l'une par rapport à l'autre soit en continu, soit par intermittence. Ainsi et uniquement à titre d'exemple, l'invention peut notamment être utilisée pour réaliser des pièces de pignonnerie ou de roulement.  The low coefficient of friction of the complex thin film according to the invention, as well as its chemical stability makes it possible to envisage its use in many industrial fields, since parts in contact are called to move one another. relative to each other either continuously or intermittently. Thus and only by way of example, the invention can in particular be used to make gearing or rolling parts.

Etat de la technique
D'une manière générale, il est d'usage de modifier les propriétés superficielles d'une pièce par un traitement de surface, afin d'adapter cette pièce aux applications envisagées.
State of the art
In general, it is customary to modify the surface properties of a part by a surface treatment, in order to adapt this part to the intended applications.

Une technique bien connue pour effectuer un tel traitement de surface consiste à déposer un revêtement à la surface des pièces par dépôt chimique à partir d'une phase vapeur. Cette technique consiste à placer la pièce dans une enceinte sous vide et à apporter sur la surface de cette pièce les éléments constitutifs du matériau dans lequel on désire réaliser le revêtement, au moyen d'une phase gazeuse réactive. A well-known technique for performing such a surface treatment consists in depositing a coating on the surface of the parts by chemical deposition from a vapor phase. This technique consists in placing the part in a vacuum chamber and providing on the surface of this part the constituent elements of the material in which it is desired to effect the coating, by means of a reactive gas phase.

Lorsque le dépôt chimique en phase vapeur est activé par un plasma tel qu'un plasma micro-ondes, il devient possible de déposer des combinaisons polyatomiques à basse température. Cela permet de maintenir l'intégralité des propriétés massiques des substrats que l'on souhaite recouvrir. When the chemical vapor deposition is activated by a plasma such as a microwave plasma, it becomes possible to deposit polyatomic combinations at low temperature. This makes it possible to maintain the entirety of the mass properties of the substrates that one wishes to cover.

Lorsque le dépôt chimique en phase vapeur est activé par un plasma, ce dernier peut être obtenu par un système à micro-ondes ou par un système radiofréquence. Dans tous les cas, un gaz réactif, encore appelé "précurseur", est injecté, seul ou en mélange, dans l'enceinte et y forme un plasma qui facilite le dépôt sur la pièce des atomes contenus initialement dans ce gaz réactif. When the chemical vapor deposition is activated by a plasma, the latter can be obtained by a microwave system or by a radiofrequency system. In all cases, a reactive gas, also called "precursor", is injected, alone or in mixture, into the chamber and forms a plasma which facilitates the deposition on the part of the atoms initially contained in the reactive gas.

Différentes études ont montré l'influence de la température sur la nature, la morphologie et la microstructure des couches déposées sur la pièce selon cette technique. On citera notamment à ce propos l'étude de F. Demichelis et al. "Hydrogen diffusion and related defects in hydrogenated amorphous silicon carbide" dans la revue "Journal of Non-Cristalline
Solids", vol. 128, pages 133 à 138 (1991), et l'étude de H. Y.LU et al. "Effects of temperature and bias on the microstructure of plasma deposited amorphous silicon carbide" dans la revue "Journal of Applied Physics", vol. 72, nO 5, pages 2054 à 2056 (1992), qui montrent qu'en dessous d'une température critique de dépôt, des atomes contenus initialement dans le gaz réactif, tels que des atomes d'hydrogène, de chlore et d'oxygène, peuvent rester piégés dans les couches déposées et jouer un rôle néfaste vis-à-vis des propriétés recherchées. On citera également le document
US-A-4 981 071, qui montre que la température a une influence importante sur la microstructure des couches déposées.
Various studies have shown the influence of temperature on the nature, the morphology and the microstructure of the layers deposited on the part according to this technique. In this connection, we can cite the study by F. Demichelis et al. "Hydrogen diffusion and related defects in hydrogenated amorphous silicon carbide" in the journal "Journal of Non-Crystalline
Solids, 128: 133-138 (1991), and the study of HYLU et al., "Effects of temperature and biostructure of plasma deposited amorphous silicon carbide" in the Journal of Applied Physics, 72, 5, pages 2054 to 2056 (1992), which show that below a critical deposition temperature, atoms initially contained in the reactive gas, such as hydrogen, chlorine and oxygen can remain trapped in the deposited layers and play a detrimental role vis-à-vis the desired properties.
US-A-4 981 071, which shows that the temperature has a significant influence on the microstructure of the deposited layers.

Le document US-A-4 981 071 enseigne la possibilité d'utiliser un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma, pour obtenir un revêtement qui contienne à la fois du carbone et du silicium, à partir de mélanges de gaz réactifs contenant du silicium, du carbone et de l'hydrogène. US-A-4 981 071 teaches the possibility of using a plasma-enhanced chemical vapor deposition process to obtain a coating which contains both carbon and silicon from reactive gas mixtures. containing silicon, carbon and hydrogen.

Les documents US-A-5 061 514, EP-A0 448 227, US-A-5 011 706 et FR-A-2 584 098 proposent également d'utiliser la technique du dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma pour réaliser des dépôts contenant du carbure de silicium amorphe. Ces documents concernent généralement des applications dans le domaine électronique et citent les propriétés de résistance à l'abrasion et à la corrosion des revêtements obtenus. US-A-5,061,514, EP-A-0 448 227, US-A-5,011,706 and FR-A-2,584,098 also propose using the plasma-activated chemical vapor deposition technique to realize deposits containing amorphous silicon carbide. These documents generally relate to applications in the electronic field and cite the abrasion resistance and corrosion properties of the coatings obtained.

Le document US-A-5 198 285 concerne lui aussi la réalisation d'une couche mince complexe, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, par dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma. Plus précisément, la composition du revêtement obtenu, qui se caractérise notamment par la présence de 70 à 90 % d'atomes de carbone dans la composition totale du revêtement en dehors de l'hydrogène, présente un coefficient de frottement très faible, d'environ 0,04 à 0,05. US-A-5 198 285 also relates to the production of a complex thin layer, based on carbon, silicon and hydrogen, by plasma-enhanced chemical vapor deposition. More specifically, the composition of the coating obtained, which is characterized in particular by the presence of 70 to 90% of carbon atoms in the total composition of the coating outside of hydrogen, has a very low coefficient of friction, of about 0.04 to 0.05.

Cependant, le procédé utilisé pour effectuer le dépôt impose la présence de 30 à 50 % d'atomes d'hydrogène.However, the process used to make the deposit imposes the presence of 30 to 50% of hydrogen atoms.

Ce pourcentage élevé d'hydrogène conduit à une stabilité chimique du revêtement relativement médiocre, notamment lorsque la température s'élève. On doit donc s'attendre à la perte relativement rapide des propriétés initiales du revêtement et notamment de ses caractéristiques de frottement, en particulier lorsque le revêtement est appelé à être utilisé dans une ambiance extérieure corrosive et/ou en l'absence d'un lubrifiant liquide.This high percentage of hydrogen leads to a relatively poor chemical coating stability, especially when the temperature rises. It is therefore to be expected that the initial properties of the coating, particularly its friction characteristics, will be relatively quickly lost, especially when the coating is to be used in a corrosive external environment and / or in the absence of a lubricant. liquid.

Dans le document US-A-5 370 912, la technique de dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes est utilisée pour déposer un film de diamant sur un substrat. Plus précisément, le substrat est placé dans une enceinte dont la cloison supérieure est mobile et dans laquelle des micro-ondes sont émises par une antenne coaxiale dont la longueur de pénétration est réglable. Les gaz réactifs, constitués par un mélange d'hydrogène et de méthane, sont introduits dans l'enceinte par un injecteur annulaire placé autour du substrat, sensiblement au même niveau que celui-ci. Le chauffage du substrat, à une température comprise de préférence entre 950 OC et 11000C, est assuré directement par le plasma et par un bloc de graphite sur lequel repose le substrat, ce bloc de graphite étant lui-même chauffé par le plasma plus rapidement que le substrat. In US-A-5,370,912, the microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition technique is used to deposit a diamond film on a substrate. More specifically, the substrate is placed in an enclosure whose upper partition is movable and in which microwaves are emitted by a coaxial antenna whose penetration length is adjustable. The reactive gases, consisting of a mixture of hydrogen and methane, are introduced into the chamber by an annular injector placed around the substrate, substantially at the same level as the latter. The heating of the substrate, at a temperature preferably between 950 ° C. and 11 ° C., is provided directly by the plasma and by a block of graphite on which the substrate rests, this graphite block being itself heated by the plasma more rapidly than the substrate.

Dans ce document US-A-5 370 912, la nature du substrat n'est pas précisée. Il est clair que la température d'environ 1000"C atteinte lors du dépôt rend le procédé décrit pratiquement inapplicable à un substrat susceptible de se dégrader à une telle température, c'est-à-dire notamment à un substrat en alliage à base de fer ou de titane. In this document US-A-5 370 912, the nature of the substrate is not specified. It is clear that the temperature of about 1000 ° C reached during the deposition renders the process described practically inapplicable to a substrate capable of degrading at such a temperature, that is to say, in particular to a substrate made of alloy based on iron or titanium.

Malgré le rôle crucial joué par la température lors du dépôt, aussi bien que pour ce qui concerne la nature, la morphologie et la microstructure des couches déposées que pour ce qui concerne le maintien de l'intégrité du substrat, il apparaît qu'aucune des techniques de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma de l'art antérieur n'assure indépendamment une maîtrise satisfaisante de la puissance micro-ondes et de la température du substrat. Despite the crucial role played by the temperature during deposition, as well as with regard to the nature, morphology and microstructure of the deposited layers as regards the maintenance of the integrity of the substrate, it appears that none of the prior art plasma-enhanced chemical vapor deposition techniques independently provide satisfactory control of microwave power and substrate temperature.

Par ailleurs, aucune des techniques existantes ne permet de déposer sur un substrat une couche mince complexe à base de carbone, de silicium et d'hydrogène présentant à la fois un faible coefficient de frottement, de bonnes caractéristiques mécaniques (notamment de dureté) et une structure chimiquement stable susceptible de garder ses propriétés de frottement sous atmosphère corrosive et lorsque la température s'élève. Furthermore, none of the existing techniques makes it possible to deposit on a substrate a complex thin layer based on carbon, silicon and hydrogen having both a low coefficient of friction, good mechanical characteristics (especially hardness) and a chemically stable structure capable of keeping its friction properties in a corrosive atmosphere and when the temperature rises.

Exposé de l'invention
L'invention a pour premier objet une couche mince complexe à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, présentant à la fois un faible coefficient de frottement et une stabilité chimique assurant le maintien de ses propriétés sous corrosion et en température.
Presentation of the invention
The invention firstly relates to a complex thin layer based on carbon, silicon and hydrogen, having both a low coefficient of friction and a chemical stability ensuring the maintenance of its properties under corrosion and temperature.

L'invention a pour deuxième objet une pièce de faible coefficient de frottement comprenant un substrat pourvu d'un revêtement de surface constitué d'une couche mince complexe présentant les propriétés ci-dessus.  The second object of the invention is a low friction part comprising a substrate provided with a surface coating consisting of a complex thin layer having the above properties.

En outre, l'invention a pour troisième objet un procédé permettant de réaliser sur un substrat un revêtement de surface sous la forme d'une couche mince complexe présentant les caractéristiques ci-dessus, par dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes. In addition, the third object of the invention is a method for producing on a substrate a surface coating in the form of a complex thin film having the above characteristics, by chemical vapor deposition activated by a microporous plasma. waves.

Conformément, à l'invention, le premier de ces objets est atteint au moyen d'une couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, caractérisée par le fait qu'elle comprend moins de 30 % d'atomes d'hydrogène et un rapport C/Si, entre le nombre C d'atome de carbone et le nombre Si d'atomes de silicium, compris entre environ 1,4 et environ 3,3. According to the invention, the first of these objects is achieved by means of a complex thin layer, chemically stable, with a low coefficient of friction, based on carbon, silicon and hydrogen, characterized in that it comprises less than 30% of hydrogen atoms and a C / Si ratio, between the number C of carbon atom and the number Si of silicon atoms, of between about 1.4 and about 3.3.

Dans cette couche mince complexe, le rapport C/Si est compris de préférence entre environ 2,4 et environ 2,5. In this complex thin layer, the C / Si ratio is preferably between about 2.4 and about 2.5.

Conformément à l'invention, le second objet est atteint au moyen d'une pièce à très faible coefficient de frottement, comprenant un substrat en un matériau qui n'est pas altéré lorsqu'il est chauffé à une température comprise entre environ 5000C et environ 600"C et un revêtement de surface recouvrant ce substrat, caractérisée par le fait que le revêtement de surface est une couche mince complexe telle que définie ci-dessus. According to the invention, the second object is achieved by means of a very low friction part, comprising a substrate of a material which is not altered when heated to a temperature of between about 5000C and about 600 ° C and a surface coating covering this substrate, characterized in that the surface coating is a complex thin film as defined above.

De préférence, la pièce comprend de plus une couche intermédiaire nitrurée, carburée ou carbonitrurée, interposée entre le substrat et le revêtement de surface. Preferably, the part further comprises a nitrided, carburized or carbonitrided intermediate layer interposed between the substrate and the surface coating.

Selon l'invention, le troisième objet est atteint au moyen d'un procédé de réalisation d'un revêtement de surface, sous la forme d'une couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydro gène, sur un substrat en un matériau qui n est pas altéré lorsqu'il est chauffé à une température comprise entre environ 500"C et environ 6000C par dépôt chimique en phase vapeur, activé par un plasma micro-ondes, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes - mise en place du substrat sur un support, dans une
enceinte comportant une zone de plasma de densité
maximale, appelée zone active, dans une première ré
gion de l'enceinte située en dehors de la zone active
et à l'intérieur d'une zone de décharge apte à conte
nir un plasma - établissement d'un vide primaire à l'intérieur de
l'enceinte ; - décapage du substrat par injection d'un gaz de déca
page, établissement d'un plasma de ce gaz, dans la
zone de décharge, et chauffage séparé du substrat à
une température régulée comprise entre environ 5000C
et environ 600"C ;; - dépôt dudit revêtement par injection d'un gaz réactif
dans une deuxième région de l'enceinte située entre
le substrat et la zone active, ou dans une zone limi
trophe de cette zone active, tournée vers le subs
trat, ce gaz réactif comprenant un composé unique à
environnement tétraédrique du silicium, de façon à
substituer au plasma du gaz de décapage un plasma du
gaz réactif, tout en maintenant le chauffage du subs
trat à ladite température régulée ; et - interruption de l'injection du gaz réactif et refroi
dissement du substrat, après une durée d'injection
prédéterminée, correspondant à une épaisseur désirée
du revêtement.
According to the invention, the third object is achieved by means of a process for producing a surface coating, in the form of a complex, chemically stable, low-friction, carbon-based, thin layer of silicon and hydrogen, on a substrate of a material which is not altered when heated to a temperature between about 500 ° C and about 6000 ° C by chemical vapor deposition, activated by a microwave plasma, characterized in that it comprises the following successive steps - placing the substrate on a support, in a
enclosure having a density plasma area
maximum, called the active zone, in a first re
of the enclosure outside the active zone
and inside a dump area fit to tale
to establish a plasma - establishment of a primary vacuum within
the enclosure; stripping of the substrate by injection of a deca gas
page, establishment of a plasma of this gas, in the
discharge zone, and separate heating of the substrate to
a regulated temperature of between about 5000C
and about 600 ° C; deposition of said coating by injection of a reactive gas
in a second area of the enclosure located between
the substrate and the active zone, or in a limited area
trophe of this active zone, turned to the subs
said reactive gas comprising a compound which is unique to
tetrahedral silicon environment, so that
replace the plasma of the stripping gas with a plasma of
reactive gas while maintaining the heating of the subs
treated at said regulated temperature; and - interruption of the injection of the reactive gas and cooling
substrate degradation, after a duration of injection
predetermined, corresponding to a desired thickness
coating.

Le gaz de décapage est avantageusement de l'argon, auquel peut être adjoint de l'hydrogène.  The stripping gas is advantageously argon, to which may be added hydrogen.

Par ailleurs, le gaz réactif comprend avantageusement du tétraméthylsilane mélangé à de l'argon. Moreover, the reactive gas advantageously comprises tetramethylsilane mixed with argon.

En variante, ce gaz réactif peut aussi contenir de 1 'hydrogène. Alternatively, this reactive gas may also contain hydrogen.

Afin notamment d'améliorer l'accrochage de la couche mince complexe sur le substrat, le procédé selon l'invention comprend de préférence, entre les étapes de décapage et de dépôt du revêtement, une étape de réalisation d'une couche intermédiaire par injection d'un gaz de prétraitement dans la deuxième région de l'enceinte, ce gaz de prétraitement contenant l'élément azote et/ou l'élément carbone de façon à substituer au plasma de gaz de décapage un plasma de gaz de prétraitement. Il est important d'observer que la couche intermédiaire est alors réalisée dans l'enceinte servant au décapage et au dépôt du revêtement, pratiquement sans interruption. In particular in order to improve the adhesion of the complex thin film to the substrate, the method according to the invention preferably comprises, between the steps of etching and deposition of the coating, a step of producing an intermediate layer by injection of a pretreatment gas in the second chamber region, said pretreatment gas containing the nitrogen element and / or the carbon element so as to substitute a pretreatment gas plasma for the stripping gas plasma. It is important to observe that the intermediate layer is then made in the chamber used for pickling and depositing the coating, virtually without interruption.

Dans une mise en oeuvre préférentielle du procédé, le gaz de prétraitement comprend au plus environ 20 % d'azote et/ou de méthane, mélangé à de 1 'argon.  In a preferred embodiment of the process, the pretreatment gas comprises at most about 20% nitrogen and / or methane, mixed with argon.

La zone active peut notamment être une cavité micro-ondes localisée dans un guide d'ondes relié à un générateur micro-ondes qui travaille à une fréquence de 2,45 GHz et dont la puissance est réglée entre environ 150 W et environ 500 W. The active zone may in particular be a microwave cavity located in a waveguide connected to a microwave generator that operates at a frequency of 2.45 GHz and whose power is set between about 150 W and about 500 W.

Le débit d'injection du gaz réactif lors du dépôt du revêtement est compris, de préférence, entre environ 0,01 I /h et environ 0,3 I /h.  The injection rate of the reactive gas during the deposition of the coating is preferably between about 0.01 I / h and about 0.3 I / h.

Par ailleurs, le débit d'injection du gaz de décapage lors du décapage du substrat est compris, de préférence, entre environ 0,5 I /h et environ 10 I /h.  Furthermore, the injection flow rate of the pickling gas during pickling of the substrate is preferably between about 0.5 l / h and about 10 l / h.

En outre, le vide primaire établi à l'intérieur de l'enceinte correspond avantageusement à une pression comprise entre environ 0,5 torr et environ 2 torr. In addition, the primary vacuum established inside the chamber advantageously corresponds to a pressure of between about 0.5 torr and about 2 torr.

Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, des formes de mise en oeuvre préférentielles de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique représentant une installation de dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes, susceptible d'être utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de dépôt selon l'invention ; et
- la figure 2 est une vue à plus grande échelle représentant la partie de l'installation de la figure 1 qui entoure le substrat.
Brief description of the drawings
We will now describe, by way of nonlimiting example, preferred embodiments of the invention, with reference to the accompanying drawings, in which:
- Figure 1 is a schematic view of a chemical vapor deposition installation activated by a microwave plasma, may be used for carrying out the deposition method according to the invention; and
- Figure 2 is an enlarged view showing the part of the installation of Figure 1 surrounding the substrate.

Exposé détaillé de modes de réalisation.Detailed presentation of embodiments.

La réalisation, conformément à l'invention d'une couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de friction, par dépôt chimique en phase vapeur, activé par un plasma micro-ondes, sur un substrat en un matériau tel qu'un alliage à base de fer ou de titane, est obtenue au moyen d'une installation telle que celle qui va à présent être décrite en se référant à la figure 1. The production, in accordance with the invention, of a complex, chemically stable, low-coefficient of friction layer, by chemical vapor deposition, activated by a microwave plasma, on a substrate made of a material such as an alloy based on iron or titanium, is obtained by means of an installation such as that which will now be described with reference to FIG.

Cette installation comprend une enceinte étanche 10 qui délimite intérieurement une chambre de réaction 11. Dans la forme de réalisation représentée, l'enceinte 10 est une enceinte tubulaire, d'axe sensiblement vertical. Une telle enceinte est particulièrement adaptée à la fabrication de pièces de petites tailles. Pour des pièces plus volumineuses, l'enceinte 10 peut prendre une géométrie différente, notamment dans sa moitié supérieure dont le diamètre peut être sensiblement plus grand que dans sa moitié inférieure. This installation comprises a sealed enclosure 10 which internally delimits a reaction chamber 11. In the embodiment shown, the enclosure 10 is a tubular enclosure of substantially vertical axis. Such an enclosure is particularly suitable for the manufacture of small parts. For larger pieces, the enclosure 10 may take a different geometry, especially in its upper half whose diameter may be substantially larger than in its lower half.

Dans le haut de sa moitié inférieure, l'enceinte 10 traverse un guide d'ondes horizontal 12 dont une première extrémité est raccordée sur un générateur de micro-ondes 14 à puissance variable. Les micro-ondes produites par le générateur 14 sont acheminées par le guide d'ondes 12 jusqu'à un piston de court-circuit 16 placé à l'extrémité opposé du guide d'ondes. La puissance réfléchie sur ce piston de court- circuit est mesurée par un dispositif 18 placé dans le guide d'ondes 12 à la sortie du générateur 14. Un dispositif 20, placé dans le guide d'ondes 12 immédiatement en aval du dispositif 18 de mesure de la puissance réfléchie, permet de régler l'impédance. La région de la chambre de réaction 11 située dans le guide d'ondes 12 définit une cavité micro-ondes correspondant à la zone hachurée 22 sur la figure 1.La cavité micro-ondes 22 définit une zone active, dans laquelle le plasma présente une densité maximale. In the top of its lower half, the enclosure 10 passes through a horizontal waveguide 12, a first end of which is connected to a variable power microwave generator 14. The microwaves produced by the generator 14 are conveyed by the waveguide 12 to a shorting piston 16 placed at the opposite end of the waveguide. The power reflected on this short-circuit piston is measured by a device 18 placed in the waveguide 12 at the output of the generator 14. A device 20 placed in the waveguide 12 immediately downstream of the device 18 of FIG. measurement of the reflected power, adjusts the impedance. The region of the reaction chamber 11 located in the waveguide 12 defines a microwave cavity corresponding to the shaded area 22 in FIG. 1. The microwave cavity 22 defines an active zone, in which the plasma has a maximum density.

Le guide d'ondes 12 permet d'acheminer dans la chambre de réaction 11, sous forme d'ondes de surface, l'énergie nécessaire à la création et à l'entretien d'une décharge stable dans la chambre de réaction. The waveguide 12 makes it possible to convey to the reaction chamber 11, in the form of surface waves, the energy necessary for the creation and maintenance of a stable discharge in the reaction chamber.

Cette décharge stable s'étend de part et d'autre de la cavité micro-ondes 22 sur une hauteur qui dépend d'un certain nombre de paramètres tels que la puissance du générateur micro-ondes 14, la pression régnant dans la chambre de réaction, le débit de gaz injecté, etc..This stable discharge extends on both sides of the microwave cavity 22 to a height which depends on a certain number of parameters such as the power of the microwave generator 14, the pressure prevailing in the reaction chamber , the flow of gas injected, etc.

Afin de régler la pression dans l'enceinte étanche 10 à la valeur désirée, l'enceinte est raccordée sur un système de vide 24 tel qu'une pompe primaire, au moyen d'une canalisation 26 débouchant, par exemple, dans le haut de la chambre de réaction 11. La pression établie dans l'enceinte 10 par le système de vide 24 correspond à un vide primaire dont la valeur, comprise de préférence entre 0,5 torr et 2 torr, est mesurée et contrôlée au moyen d'un dispositif 28 monté en dérivation sur la canalisation 26. En outre, un piège à azote liquide 30 est placé dans cette canalisation 26, entre l'enceinte 10 et la dérivation sur laquelle est raccordé le dispositif 28 de mesure et de contrôle de la pression. In order to adjust the pressure in the sealed enclosure 10 to the desired value, the enclosure is connected to a vacuum system 24 such as a primary pump, by means of a pipe 26 opening, for example, in the top of the reaction chamber 11. The pressure established in the chamber 10 by the vacuum system 24 corresponds to a primary vacuum whose value, preferably between 0.5 torr and 2 torr, is measured and monitored by means of a device 26 mounted in branch on the pipe 26. In addition, a liquid nitrogen trap 30 is placed in this pipe 26 between the enclosure 10 and the branch on which is connected the device 28 for measuring and controlling the pressure.

Un support 32, sur lequel est fixé le substrat 34 à revêtir est monté dans la partie basse de la moitié supérieure de l'enceinte 10, au moyen d'un mécanisme illustré schématiquement en 36 sur la figure 1. A support 32, on which is fixed the substrate 34 to be coated is mounted in the lower part of the upper half of the enclosure 10, by means of a mechanism schematically illustrated at 36 in Figure 1.

Le mécanisme 36 relie le support 32 à la masse et incorpore, à l'extérieur de l'enceinte 10, un dispositif 38 de mesure de température. Il est important d'observer que le support 32 sur lequel est monté le substrat 34 à revêtir se trouve dans une première région de l'enceinte 10, située en dehors de la cavité microondes 22 et à l'intérieur de la zone de décharge apte à contenir le plasma, lorsque le générateur micro-ondes 14 est en fonctionnement.The mechanism 36 connects the support 32 to the ground and incorporates, outside the enclosure 10, a device 38 for measuring temperature. It is important to observe that the support 32 on which the substrate 34 to be coated is mounted is in a first region of the enclosure 10, located outside the microwave cavity 22 and within the suitable discharge zone. to contain the plasma, when the microwave generator 14 is in operation.

Le positionnement du substrat 34 à revêtir en dehors de la cavité micro-ondes 22 permet d'assurer séparément le chauffage du substrat à une température régulée, comprise entre environ 5000C et environ 600"C, par des moyens de chauffage séparés prévus à cet effet. The positioning of the substrate 34 to be coated outside the microwave cavity 22 makes it possible to separately ensure the heating of the substrate at a controlled temperature of between about 5000.degree. C. and about 600.degree. C., by means of separate heating means provided for this purpose. .

Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, ces moyens de chauffage séparés comprennent une bobine d'induction 40 placée coaxialement autour de l'enceinte 10, au niveau du substrat 34. Cette bobine d'induction 40 est connectée électriquement à un générateur 42 de fréquence 10 KHz. il est à noter qu'en variante, et notamment dans le cas où la moitié supérieure de l'enceinte 10 est de plus grand diamètre, la bobine d'in duction 40 peut être placée à l'intérieur de l'enceinte 10 ou remplacée par un autre système de chauffage tel qu'une résistance électrique intégrée au support 32.In the embodiment illustrated in FIG. 1, these separate heating means comprise an induction coil 40 placed coaxially around the enclosure 10, at the level of the substrate 34. This induction coil 40 is electrically connected to a generator 42 of frequency 10 KHz. it should be noted that, in a variant, and particularly in the case where the upper half of the enclosure 10 is of larger diameter, the induction coil 40 may be placed inside the enclosure 10 or replaced by another heating system such as an electrical resistance integrated in the support 32.

En plus, des différents composants qui viennent d'être décrits, l'installation illustrée sur la figure 1 comprend des moyens permettant d'injecter dans l'enceinte 10 différents gaz nécessaires à la mise en oeuvre du procédé et notamment à la formation de la couche mince complexe désirée sur le substrat 34. In addition to the various components that have just been described, the installation illustrated in FIG. 1 comprises means making it possible to inject into the chamber 10 different gases necessary for the implementation of the method and in particular for the formation of the complex thin layer desired on the substrate 34.

Dans la forme de réalisation représentée, ces moyens d'injection de gaz comprennent principalement un tube d'injection 44 qui traverse le fond de l'enceinte 10 et chemine selon l'axe vertical de cette dernière pour déboucher dans une deuxième région de l'enceinte située entre le substrat 34 et la cavité micro-ondes 22 ou dans une zone limitrophe de cette cavité tournée vers le substrat 34. A l'extérieur de l'enceinte 10, le tube 44 est raccordé sur un système de débitmétrie 46 permettant de régler à volonté le débit des gaz injectés. Ce système de débitmétrie 46 est lui-même relié à un tube d'alimentation 48 en gaz réactif ou précurseur, à un tube d'alimentation 50 en gaz de décapage et, le cas échéant, à un tube d'alimentation 52 en gaz de prétraitement. In the embodiment shown, these gas injection means mainly comprise an injection tube 44 which passes through the bottom of the enclosure 10 and travels along the vertical axis of the latter to open into a second region of the enclosure located between the substrate 34 and the microwave cavity 22 or in a zone adjacent to this cavity facing the substrate 34. Outside the enclosure 10, the tube 44 is connected to a flow meter system 46 allowing adjust the flow rate of the injected gas at will. This flowmetering system 46 is itself connected to a feed tube 48 of reactive gas or precursor, to a pickling gas feed tube 50 and, if appropriate, to a supply tube 52 for the feed gas. pretreatment.

Le gaz réactif ou précurseur injecté par le tube d'alimentation 48 est un composé unique organosilicié à environnement tétraédrique du silicium. Ce composé est de préférence du tétraméthylsilane
Si (CH3)4 (habituellement désigné par l'abréviation "TMS") En variante, on peut aussi utiliser du tétraétylsilane Si(C2Hs)4 (habituellement désigné par l'abréviation "TES") ou tout dérivé du TMS ou du TES obtenu respectivement par substitution d'un ou deux groupements éthyle ou méthyle notamment par l'hydrogène ou par le chlore. Le choix du TMS repose sur le fait qu'il s'agit d'un composé connu, liquide, à forte pression de vapeur, aisément manipulable et assez stable à l'air.
The reactive gas or precursor injected by the feed tube 48 is a single organosilicon compound with a tetrahedral silicon environment. This compound is preferably tetramethylsilane
If (CH 3) 4 (usually designated by the abbreviation "TMS") Alternatively, it is also possible to use tetraethylsilane Si (C2Hs) 4 (usually designated by the abbreviation "TES") or any derivative of the TMS or TES obtained respectively by substitution of one or two ethyl or methyl groups in particular with hydrogen or with chlorine. The choice of TMS is based on the fact that it is a known compound, liquid, with high vapor pressure, easily handled and fairly stable in air.

Par ailleurs, le gaz de décapage injecté par le tube 50 est avantageusement de l'argon et le gaz de prétraitement injecté par le tube 52 peut être notamment de l'hydrogène ou de l'azote. Moreover, the etching gas injected by the tube 50 is advantageously argon and the pretreatment gas injected by the tube 52 may in particular be hydrogen or nitrogen.

Il est à noter que le tube d'injection 44 peut être remplacé par tout autre moyen d'injection tel qu'un système en forme d'anneau ou de grille comportant plusieurs buses d'injection, notamment dans le cas où le substrat à revêtir est de relativement grande taille. Cet autre moyen d'injection reste cependant placé dans la deuxième région de l'enceinte définie précédemment et ne doit pas occulter la décharge dans laquelle est placé le substrat 34. It should be noted that the injection tube 44 may be replaced by any other injection means such as a ring-shaped or grid-shaped system comprising a plurality of injection nozzles, in particular in the case where the substrate to be coated is relatively large. This other injection means remains, however, placed in the second region of the enclosure defined above and must not obscure the discharge in which the substrate 34 is placed.

Par ailleurs, lorsque le substrat à revêtir est de relativement grande taille, il peut aussi être nécessaire de prévoir un déplacement relatif entre le système d'injection du gaz réactif tel que le tube 44 et le support 32. A cet effet, le mécanisme 38 supportant le support 32 peut prendre une forme plus complexe que celle qui est illustrée schématiquement sur la figure 1 et incorporer, par exemple, au moins un moteur assurant un déplacement du support 32 en translation et/ou en rotation. De tels agencements sont bien connus des spécialistes et ne seront donc pas décrits plus en détail. Moreover, when the substrate to be coated is relatively large, it may also be necessary to provide a relative displacement between the injection system of the reactive gas such as the tube 44 and the support 32. For this purpose, the mechanism 38 supporting the support 32 may take a more complex shape than that shown schematically in Figure 1 and incorporate, for example, at least one motor providing a displacement of the support 32 in translation and / or rotation. Such arrangements are well known to those skilled in the art and will not be described in more detail.

Comme on l'a représenté à plus grande échelle sur la figure 2, l'installation comprend de plus un deuxième tube 54 d'injection de gaz de décapage plasmagène débouchant directement dans le fond de l'enceinte 10. Ce deuxième tube 54 est directement raccordé sur le tube 50 d'injection de gaz de décapage par l'intermédiaire du système de débitmétrie 46, du fait qu'on utilise de préférence le même gaz (généralement de l'argon) comme gaz de décapage et comme gaz porteur. As has been shown on a larger scale in FIG. 2, the installation furthermore comprises a second plasmagene stripping gas injection tube 54 opening directly into the bottom of the enclosure 10. This second tube 54 is directly connected to the stripping gas injection tube 50 via the flow meter system 46, since the same gas (usually argon) is preferably used as stripping gas and carrier gas.

L'installation qui vient d'être décrite permet de revêtir un substrat 34, en un matériau non altéré lorsqu'il est chauffé entre 5000C et 6000C, d'une couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, grâce à l'utilisation d'un gaz réactif unique choisi dans le groupe défini précédemment. Le revêtement, obtenu par dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes, présente les caractéristiques de tenue mécanique et de frottement désirées notamment grâce à la mise en place du substrat 34 dans une première région de l'enceinte permettant le chauffage séparé de ce substrat à une température régulée, et grâce à l'injection du gaz réactif dans une deuxième région de l'enceinte qui permet à ce gaz réactif de ne pas séjourner trop longtemps dans la cavité.Cette dernière caractéristique permet d'éviter une dissociation trop importante du gaz réactif et assure, par conséquent, une bonne maîtrise de la nature, de la morphologie et de la microstructure des couches déposées. En d'autres termes, le mode d'injection du gaz réactif assure une activation modérée de ce gaz et autorise une stabilité de la décharge avec un minimum de dépôt sur les parois. The installation that has just been described makes it possible to coat a substrate 34, made of an unaltered material when heated between 5000.degree. C. and 6000.degree. C., with a complex, chemically stable, low-friction layer based on carbon, silicon and hydrogen, thanks to the use of a single reactive gas chosen from the group defined above. The coating, obtained by chemical vapor deposition activated by a microwave plasma, has the desired characteristics of mechanical strength and friction, particularly thanks to the placement of the substrate 34 in a first region of the enclosure for the separate heating. of this substrate at a controlled temperature, and thanks to the injection of the reactive gas in a second region of the enclosure which allows this reactive gas not to stay in the cavity for too long. This last characteristic makes it possible to avoid dissociation too much of the reactive gas and ensures, therefore, a good control of the nature, morphology and microstructure of the deposited layers. In other words, the mode of injection of the reactive gas ensures a moderate activation of this gas and allows a stability of the discharge with a minimum of deposition on the walls.

Tout en permettant de travailler dans un vide primaire peu coûteux, il autorise de plus une vitesse de dépôt élevée ainsi qu'une adhérence au substrat et une dureté optimales.While allowing to work in an inexpensive primary vacuum, it also allows a high deposition rate and an optimal adhesion to the substrate and hardness.

Pour la mise en oeuvre de l'invention, on utilise avantageusement un générateur micro-ondes 14 délivrant des micro-ondes à la fréquence de 2,45 GHz. For the implementation of the invention, use is advantageously made of a microwave generator 14 delivering microwaves at a frequency of 2.45 GHz.

La puissance du générateur 14 est avantageusement réglée entre 150 W et 500 W, par exemple à une valeur de 350 W.The power of the generator 14 is advantageously set between 150 W and 500 W, for example at a value of 350 W.

Comme on l'a illustré plus précisément sur la figure 2, l'extrémité haute du tube 44 par lequel le gaz réactif est introduit dans l'enceinte 10, peut déboucher dans une zone limitrophe de la cavité microondes 22 tournée vers le substrat 34, ou entre le substrat 34 et cette cavité micro-ondes 22. On caractérise ce positionnement par la distance b qui sépare la limite supérieure de la cavité micro-ondes 22 de l'extrémité du tube 44, parallèlement à l'axe vertical commun au tube 44 et à l'enceinte 10, comptée positivement en allant vers le haut. En utilisant du TMS comme gaz réactif et dans les conditions de pression, de débits et de puissance micro-ondes données par ailleurs, cette distance b est avantageusement comprise entre environ - 1 cm et environ 5,5 cm. As illustrated more precisely in FIG. 2, the upper end of the tube 44 through which the reactive gas is introduced into the chamber 10, can open into a zone bordering the microwave cavity 22 facing the substrate 34, or between the substrate 34 and this microwave cavity 22. This positioning is characterized by the distance b between the upper limit of the microwave cavity 22 of the end of the tube 44, parallel to the vertical axis common to the tube 44 and the enclosure 10, positively counted upward. By using TMS as a reactive gas and under the conditions of pressure, flow rates and microwaves power given elsewhere, this distance b is advantageously between about -1 cm and about 5.5 cm.

De façon comparable, le positionnement du substrat 34 en dehors de la cavité micro-ondes 22 et à l'intérieur de la zone de décharge apte à contenir le plasma peut être caractérisé par la distance d' qui sépare l'extrémité du tube 44 débouchant dans l'enceinte 10 de la face du substrat 34 tournée vers ce tube, selon l'axe vertical commun au tube 44 et à l'enceinte 10, comptée positivement en allant vers le haut. In a comparable manner, the positioning of the substrate 34 outside the microwave cavity 22 and inside the discharge zone capable of containing the plasma may be characterized by the distance from which the end of the opening tube 44 separates. in the chamber 10 of the face of the substrate 34 facing this tube, along the vertical axis common to the tube 44 and the chamber 10, positively counted upwardly.

En utilisant du TMS comme gaz réactif et dans les conditions de pression, de débits et de puissance micro-ondes données par ailleurs, cette distance ' est avantageusement comprise entre environ 1 cm et environ 6 cm.By using TMS as a reactive gas and under the conditions of pressure, flow rates and microwaves power otherwise given, this distance is advantageously between about 1 cm and about 6 cm.

Dans ces conditions, le demandeur a établi qu'il était possible de former, sur un substrat en un matériau tel qu'un alliage à base de fer ou de titane, un revêtement de surface constitué par une couche mince complexe, chimiquement stable, présentant un faible coefficient de frottement et des caractéristiques mécaniques satisfaisantes autorisant l'utilisation prolongée d'un tel revêtement sur des pièces frottantes, à sec ou en présence d'un lubrifiant, même en présence d'une atmosphère corrosive. Ce revêtement se caracté rise par un rapport C entre le nombre C d'atomes de
Si carbone et le nombre Si d'atomes de silicium relativement élevé, compris entre environ 1,4 et environ 3,3 et, de préférence, entre environ 2,4 et environ 2,5.Il se caractérise aussi par un pourcentage d'atomes d'hydrogène inférieur à 30 8. La faible teneur en hydrogène du revêtement lui procure une grande stabilité dans le temps et le rend peu sensible à un environnement corrosif ainsi qu'à une température ambiante élevée.
Under these conditions, the Applicant has established that it is possible to form, on a substrate of a material such as an alloy based on iron or titanium, a surface coating consisting of a complex thin layer, chemically stable, having a low coefficient of friction and satisfactory mechanical characteristics allowing the prolonged use of such a coating on friction parts, dry or in the presence of a lubricant, even in the presence of a corrosive atmosphere. This coating is characterized by a ratio C between the number C of atoms of
If carbon and the number Si of relatively high silicon atoms, between about 1.4 and about 3.3 and preferably between about 2.4 and about 2.5. It is also characterized by a percentage of The low hydrogen content of the coating gives it high stability over time and makes it insensitive to a corrosive environment as well as to a high ambient temperature.

La mise en oeuvre de l'installation décrite précédemment en se référant aux figures 1 et 2 va à présent être décrite afin d'illustrer les conditions d'obtention d'un tel revêtement. The implementation of the installation described above with reference to FIGS. 1 and 2 will now be described in order to illustrate the conditions for obtaining such a coating.

Après avoir placé le substrat 34 à revêtir sur le support 32 et introduit cet ensemble dans l'enceinte 10, l'opérateur commence par faire le vide dans cette enceinte. After having placed the substrate 34 to be coated on the support 32 and introduced this assembly into the enclosure 10, the operator begins by evacuating the enclosure.

L'opérateur introduit ensuite de l'argon dans l'enceinte 10 par le tube 54, par exemple à un débit de 5 I /h, tout en réglant la pression à l'intérieur de l'enceinte à la valeur désirée pour la mise en oeuvre du procédé, par exemple environ 1 torr. Cette opération, schématisée par le rectangle Ar sur la figure 2, dure environ 10 min. The operator then introduces argon in the chamber 10 through the tube 54, for example at a flow rate of 5 I / h, while adjusting the pressure inside the chamber to the desired value for the setting process, for example about 1 torr. This operation, schematized by the rectangle Ar in Figure 2, lasts approximately 10 min.

Lorsque les conditions de pression et de débit d'argon désirées sont atteintes, l'opérateur actionne le générateur micro-ondes 14, à la puissance souhaitée, par exemple de 250 W. On forme ainsi, dans la zone de décharge de l'enceinte 10 correspondant à la pression et au débit établis précédemment, un plasma d'argon à lueur violacée caractéristique. When the desired pressure and argon flow conditions are reached, the operator actuates the microwave generator 14 at the desired power, for example 250 W. Thus, in the discharge zone of the enclosure 10 corresponding to the previously established pressure and flow rate, a purplish-violet argon plasma characteristic.

L'opérateur enclenche ensuite le chauffage du substrat 34 au moyen de la bobine d'induction 40. On élève ainsi la température du substrat à la valeur désirée, comprise entre environ 500"C et environ 6000C. The operator then activates the heating of the substrate 34 by means of the induction coil 40. The temperature of the substrate is thus raised to the desired value, between about 500 ° C. and about 6000 ° C.

Lorsque toutes ces conditions sont établies, on réalise le décapage de la surface du substrat. La durée de ce décapage est d'environ 10 min. When all these conditions are established, the surface of the substrate is stripped. The duration of this stripping is about 10 minutes.

Cette opération de décapage permet d'obtenir une surface propre, exempte de contamination néfaste à l'adhérence du dépôt. Il est à noter que l'argon qui constitue le gaz de décapage dans la forme de réalisation décrite peut être remplacé par tout autre gaz ionisable qui favorise la désorbtion par le substrat par suite de formation d'espèces volatiles. Ainsi, dans des conditions par ailleurs identiques, le gaz utilisé lors du décapage peut être constitué par un mélange d'hydrogène et d'argon.This stripping operation provides a clean surface, free of contamination harmful to the adhesion of the deposit. It should be noted that the argon which constitutes the stripping gas in the embodiment described can be replaced by any other ionizable gas which promotes desorption by the substrate as a result of the formation of volatile species. Thus, under otherwise identical conditions, the gas used during the etching may consist of a mixture of hydrogen and argon.

Cette étape de décapage est avantageusement suivie d'une étape au cours de laquelle une couche intermédiaire est réalisée sur le substrat, en vue de constituer sur ce dernier une couche de diffusion ou une couche qui précipite des phases qui peuvent ou non avoir un élément commun avec le réalisation ultérieur. This stripping step is advantageously followed by a step during which an intermediate layer is produced on the substrate, in order to form on the latter a diffusion layer or a layer which precipitates phases which may or may not have a common element. with the subsequent realization.

Il est à noter cependant que cette étape de réalisation d'une couche intermédiaire sur le substrat est facultative et peut donc être omise dans le cas de la fabrication de certaines pièces.It should be noted, however, that this step of producing an intermediate layer on the substrate is optional and can therefore be omitted in the case of the manufacture of certain parts.

Lorsqu'on désire procéder à la réalisation d'une couche intermédiaire sur la surface du substrat 34, les conditions opératoires restent généralement inchangées et le passage à cette étape se traduit simplement par l'arrêt de l'injection d'argon par le tube 54 et par l'introduction d'un gaz de prétraitement par le tube 44. Ce gaz de prétraitement peut notamment comprendre au plus environ 20 % d'azote et/ou de méthane, mélangé à de l'argon qui sert alors de gaz porteur. De façon plus générale, le gaz de prétraitement peut être constitué par tout gaz pur ou en mélange, contenant l'élément azote et/ou l'élément carbone. On réalise ainsi rapidement sur la surface du substrat 34 une couche diffusionnelle nitrurée, carburée ou carbonitrurée.A titre d'exemple, une couche diffusionnelle nitrurée de 60 um d'épaisseur est obtenue en 5 min sous une pression de 0,5 torr avec un débit total de 5,1 I /h d'un mélange gazeux d'argon et d'azote comprenant 1,7 % d'azote, le substrat étant maintenu à une température de 5500C. Cette couche intermédiaire améliore considérablement l'adhérence de la couche ultérieure complexe à base de carbone et de silicium, puisque l'épaisseur de celle-ci peut être quadruplée par rapport au cas d'un revêtement déposé directement sur le substrat. Il est à noter que la diminution de l'un au moins des facteurs que constituent le débit d'azote, le temps de prétraitement et la température du substrat permet d'obtenir uniquement une couche diffusionnelle. When it is desired to carry out the production of an intermediate layer on the surface of the substrate 34, the operating conditions generally remain unchanged and the passage at this stage simply results in stopping the injection of argon by the tube 54. and by introducing a pretreatment gas through the tube 44. This pretreatment gas can in particular comprise at most about 20% of nitrogen and / or methane, mixed with argon which then serves as a carrier gas. More generally, the pretreatment gas may be any pure or mixed gas containing the nitrogen element and / or the carbon element. A nitrided, carburized or carbonitrided diffusion layer is thus rapidly produced on the surface of the substrate 34. By way of example, a nitrided diffusion layer 60 μm thick is obtained in 5 min at a pressure of 0.5 torr with a total flow rate of 5.1 l / h of a gaseous mixture of argon and nitrogen comprising 1.7% nitrogen, the substrate being maintained at a temperature of 5500C. This intermediate layer considerably improves the adhesion of the subsequent complex layer based on carbon and silicon, since the thickness thereof can be quadrupled compared to the case of a coating deposited directly on the substrate. It should be noted that the reduction of at least one of the factors that constitute the nitrogen flow rate, the pretreatment time and the substrate temperature makes it possible to obtain only a diffusion layer.

Cette étape de réalisation d'une couche intermédiaire est illustrée par le rectangle Ar + N2 sur la figure 2. This step of producing an intermediate layer is illustrated by the rectangle Ar + N2 in FIG.

A la suite de cette étape de réalisation d'une couche intermédiaire ou à la suite de l'étape de décapage si l'étape de réalisation d'une couche intermédiaire a été omise, l'opérateur procède au dépôt du revêtement formé par la couche mince complexe définie précédemment, toujours sans sortir le substrat de l'enceinte 10 et, généralement, sans changer les conditions opératoires telles que la température, la pression et la puissance du générateur micro-ondes.  Following this step of producing an intermediate layer or following the pickling step if the step of producing an intermediate layer has been omitted, the operator proceeds to deposit the coating formed by the layer thin complex defined above, still without leaving the substrate of the enclosure 10 and, generally, without changing the operating conditions such as the temperature, pressure and power of the microwave generator.

Le dépôt du revêtement est obtenu en stoppant l'injection du gaz de prétraitement par le tube 44 et en injectant par ce tube le gaz réactif. Comme on l'a déjà indiqué, ce gaz réactif est avantageusement constitué par du tétraméthylsilane, mélangé à de l'argon dans des proportions variables selon les caractéristiques du revêtement que l'on désire réaliser. L'injection du mélange peut notamment se faire à un débit d'environ 0,5 I /h. Cette étape est illustrée par le rectangle Ar + TMS sur la figure 2. Sa durée est directement proportionnelle à l'épaisseur de la couche que l'on désire former sur le substrat 34.Les conditions opératoires permettent d'assurer un dépôt particulièrement rapide, caractérisé par une vitesse de dépôt d'environ 20 um/h. Une couche d'environ 5 um peut ainsi être déposée en environ 15 min. The deposition of the coating is obtained by stopping the injection of the pretreatment gas through the tube 44 and injecting through this tube the reactive gas. As already indicated, this reactive gas is advantageously constituted by tetramethylsilane, mixed with argon in variable proportions depending on the characteristics of the coating that is desired to achieve. The injection of the mixture may especially be carried out at a flow rate of approximately 0.5 l / h. This step is illustrated by the rectangle Ar + TMS in FIG. 2. Its duration is directly proportional to the thickness of the layer that it is desired to form on the substrate 34. The operating conditions make it possible to ensure particularly rapid deposition. characterized by a deposition rate of about 20 μm / h. A layer of about 5 μm can be deposited in about 15 minutes.

Il est à noter que de l'hydrogène peut être ajouté au gaz réactif lors de cette étape, par exemple à un débit compris entre environ 1 I /h et 3 I/h. Comme on le verra plus en détail par la suite, cet apport d'hydrogène dans le gaz réactif est bénéfique en ce qui concerne la dureté de la couche déposée mais réduit la vitesse de dépôt et tend à accroître le coefficient de frottement. It should be noted that hydrogen can be added to the reactive gas during this step, for example at a flow rate of between about 1 I / h and 3 I / h. As will be seen in more detail below, this supply of hydrogen in the reactive gas is beneficial with respect to the hardness of the deposited layer but reduces the deposition rate and tends to increase the coefficient of friction.

Le traitement du substrat est terminé en stoppant l'arrivée du gaz réactif et en refroidissant la pièce. Ce refroidissement peut être effectué soit simplement en coupant le chauffage inductif et la puissance micro-ondes, soit en diminuant progressivement la puissance de chauffe si un refroidissement plus lent est souhaité. The treatment of the substrate is completed by stopping the arrival of the reactive gas and cooling the room. This cooling can be performed either simply by cutting the inductive heating and microwave power, or by gradually decreasing the heating power if slower cooling is desired.

Différents échantillons ont été réalisés au moyen de ce procédé, puis testés afin d'établir de façon précise les caractéristiques du revêtement obtenu ainsi que l'influence de différents facteurs sur ces caractéristiques. Ces facteurs concernent notamment la température du substrat, la durée du traitement, la distance d', la présence d'hydrogène dans le gaz porteur, l'utilisation d'un prétraitement par nitruration et l'adjonction d'hydrogène dans le gaz réactif. Les essais ont également permis de contrôler la résistance des revêtements au brouillard salin. Various samples were made using this method and then tested to accurately determine the characteristics of the coating obtained and the influence of various factors on these characteristics. These factors relate in particular to the temperature of the substrate, the duration of the treatment, the distance from, the presence of hydrogen in the carrier gas, the use of a pretreatment by nitriding and the addition of hydrogen in the reactive gas. The tests also made it possible to control the resistance of salt spray coatings.

Au cours d'une première série d'essais, visant à étudier l'influence de la température du substrat sur les propriétés de frottement des films élaborés suivant le procédé décrit précédemment, des échantillons en forme de disques de 2 mm d'épaisseur et de 16 mm de diamètre ont été réalisés en acier 35 CD4 et en acier 30 NCDV14. Plus précisément, le procédé selon l'invention a été mis en oeuvre sans prétraitement et sans apport d'hydrogène dans le gaz réactif, dans les conditions opératoires indiquées dans le Tableau 1. In a first series of tests, aimed at studying the influence of the substrate temperature on the friction properties of the films produced according to the process described above, samples in the form of 2 mm thick discs and 16 mm in diameter were made of 35 CD4 steel and NCDV14 steel. More specifically, the process according to the invention was carried out without pretreatment and without adding hydrogen to the reactive gas, under the operating conditions indicated in Table 1.

TABLEAU 1

Figure img00200001
TABLE 1
Figure img00200001

<tb> <SEP> paramètre <SEP> notation <SEP> valeur <SEP> (s) <SEP>
<tb> température <SEP> du <SEP> Ts <SEP> 500, <SEP> 550 <SEP> et <SEP> 600"C <SEP>
<tb> substrat
<tb> distance <SEP> cavité- <SEP> d <SEP> -1 <SEP> cm
<tb> sortie <SEP> TMS
<tb> distance <SEP> sortie <SEP> d' <SEP> 5 <SEP> cm
<tb> TMS-substrat
<tb> pression <SEP> P <SEP> 0,5 <SEP> torr
<tb> puissance <SEP> W <SEP> 350 <SEP> W
<tb> débit <SEP> de <SEP> TMS <SEP> D(TMS) <SEP> 0,05 <SEP> l.h- <SEP>
<tb> débit <SEP> inférieur <SEP> D(Ar) <SEP> 5 <SEP> l.h- <SEP>
<tb> d'argon
<tb> débit <SEP> interne <SEP> Di(Ar) <SEP> 0,5 <SEP> l.h- <SEP>
<tb> d' <SEP> argon <SEP>
<tb>
Dans ces conditions, quatre échantillons ont été réalisés en maintenant le substrat à une température de 5000C (échantillon la), de 550 C (échantillon lb) et de 600 C (échantillons lc et ld). I1 est à noter que dans le cas de l'échantillon 1d, les distances d et d' données dans le tableau 1 ont été modifiées, pour devenir respectivement 5,5 cm pour d et 4,5 cm pour d'.
<tb><SEP> parameter <SEP> notation <SEP> value <SEP> (s) <SEP>
<tb> temperature <SEP> of <SEP> Ts <SEP> 500, <SEP> 550 <SEP> and <SEP> 600 "C <SEP>
<tb> substrate
<tb> distance <SEP> cavity- <SEP> d <SEP> -1 <SEP> cm
<tb> output <SEP> TMS
<tb> distance <SEP> output <SEP> from <SEP> 5 <SEP> cm
<tb> TMS-substrate
<tb> pressure <SEP> P <SEP> 0.5 <SEP> torr
<tb> power <SEP> W <SEP> 350 <SEP> W
<tb> flow rate <SEP> of <SEP> TMS <SEP> D (TMS) <SEP> 0.05 <SEP> lh- <SEP>
<tb> flow rate <SEP> lower <SEP> D (Ar) <SEP> 5 <SEP> lh- <SEP>
<tb> argon
<tb> flow rate <SEP> internal <SEP> Di (Ar) <SEP> 0.5 <SEP> lh- <SEP>
<tb><SEP> argon <SEP>
<Tb>
Under these conditions, four samples were made while maintaining the substrate at a temperature of 5000C (sample 1a), 550C (sample 1b) and 600C (samples 1c and 1d). It should be noted that in the case of sample 1d, the distances d and data in table 1 have been modified, to become respectively 5.5 cm for d and 4.5 cm for d '.

Les revêtements obtenus sur ces différents échantillons ont été analysés par diffraction de rayons
X. Un pic large autour de la position du pic 111 du ss-SiC a été obtenu, caractérisant une structure nanocristallisée. Les échantillons ont ensuite été analysés par spectroscopie électronique ou ESCA ("Electron Spectroscopy for Chemical Analysis"). L'épaisseur, la dureté et le module d'Young des couches ont également été mesurés respectivement par la méthode de l'empreinte de bille et par nanoindentation instrumentée (tests sous 10 mN, 50mN et 100 mN). Les résultats sont exposés dans le Tableau 2.
The coatings obtained on these different samples were analyzed by ray diffraction
X. A broad peak around the position of the peak 111 of ss-SiC was obtained, characterizing a nanocrystallized structure. The samples were then analyzed by electron spectroscopy or ESCA ("Electron Spectroscopy for Chemical Analysis"). The thickness, hardness and Young's modulus of the layers were also measured respectively by the ball imprint method and instrumented nanoindentation (tests under 10 mN, 50mN and 100 mN). The results are shown in Table 2.

TABLEAU 2

Figure img00210001
TABLE 2
Figure img00210001

<tb> <SEP> échantillon <SEP> la <SEP> lb <SEP> lc <SEP> ld
<tb> <SEP> (500 C) <SEP> (550 C) <SEP> (600 C) <SEP> (600 C)
<tb> épaisseur <SEP> (lux) <SEP> 3,6i0,5 <SEP> 3,6i0,5 <SEP> 1,8i0,2 <SEP> 3i0,4
<tb> composition <SEP> (c/si) <SEP> 2,1 <SEP> 2,2 <SEP> 2,38 <SEP> 2
<tb> dureté <SEP> (GPa) <SEP> 13,5i0,5 <SEP> 15,8il,5 <SEP> 17#1,5 <SEP> <SEP> 16,3i0,5
<tb> module <SEP> Young <SEP> (GPa) <SEP> 122+4 <SEP> 134#10 <SEP> <SEP> ~ <SEP> 137,5i4 <SEP> 132i5 <SEP>
<tb>
Les films obtenus sur les quatre échantillons testés sont excédentaires en carbone, durs et déposés avec des vitesses de croissance relativement élevées (de 7,2 um.h~1 à 14,4 um.h~1).
<tb><SEP> sample <SEP> the <SEP> lb <SEP> lc <SEP> ld
<tb><SEP> (500C) <SEP> (550C) <SEP> (600C) <SEP> (600C)
<tb> thickness <SEP> (lux) <SEP> 3,6i0,5 <SEP> 3,6i0,5 <SEP> 1,8i0,2 <SEP> 3i0,4
<tb> composition <SEP> (c / si) <SEP> 2.1 <SEP> 2.2 <SEP> 2.38 <SEP> 2
<tb> hardness <SEP> (GPa) <SEP> 13.5i0.5 <SEP> 15.8il, 5 <SEP> 17 # 1.5 <SEP><SEP> 16.3i0.5
<tb> module <SEP> Young <SEP> (GPa) <SEP> 122 + 4 <SEP> 134 # 10 <SEP><SEP> ~ SE> 137,5i4 <SEP> 132i5 <SEP>
<Tb>
The films obtained on the four samples tested are carbon surplus, hard and deposited with relatively high growth rates (from 7.2 .mu.m to 1 to 14.4 .mu.mh -1).

La teneur en hydrogène des échantillons la et îc a été mesurée par analyse nucléaire. Plus préci sément, l'analyse nucléaire fournit le nombre d'atomes d'hydrogène par cm3 (respectivement de 3.1022 at.H/cm3 et 2.1022 at.H/cm3 pour les échantillons la et lc)
Cette mesure est ensuite convertie en tenant compte de teneurs en éléments et de la densité. La teneur mesurée est de 25i5 % pour l'échantillon la et de 15i5 % pour l'échantillon lc. On peut donc estimer qu'une teneur en hydrogène au plus égale à environ 30 % est obtenue dans tous les cas.
The hydrogen content of samples 1a and 1c was measured by nuclear analysis. More precisely, the nuclear analysis gives the number of hydrogen atoms per cm3 (respectively 3.1022 at.H / cm3 and 2.1022 at.H / cm3 for the samples 1a and 1c).
This measurement is then converted taking into account element content and density. The measured content is 25% for sample 1a and 15% for sample 1c. It can therefore be estimated that a hydrogen content at most equal to about 30% is obtained in all cases.

Les revêtements des échantillons la à ld ont ensuite été soumis à un test de frottement en appliquant sur leur surface un antagoniste de 10 mm de rayon soit en forme de cylindre en acier 35NCD16 soit en forme de bille en acier 100C6, avec une charge normale de 3 N et/ou de 14 N et en déplaçant cet antagoniste sur la surface à une vitesse linéaire de 0,02 + 4.10-3 m/sec. Les coefficients de frottement obtenus, accompagnés de quelques remarques ayant trait à l'usure sont reportés dans le Tableau 3.  The coatings of samples 1a to 1d were then subjected to a friction test by applying on their surface a 10 mm radius antagonist either in the form of a 35NCD16 steel cylinder or in the form of a 100C6 steel ball, with a normal 3 N and / or 14 N and moving this antagonist on the surface at a linear velocity of 0.02 + 4.10-3 m / sec. The coefficients of friction obtained, together with some remarks relating to the wear are reported in Table 3.

TABLEAU 3

Figure img00230001
TABLE 3
Figure img00230001

éch. <SEP> antagoniste <SEP> distance <SEP> charge <SEP> coeff. <SEP> de <SEP> remarques
<tb> (m) <SEP> (N) <SEP> frottement
<tb> 1a <SEP> cylindre <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0,14#0,02 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible <SEP> (0,5 m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1b <SEP> cylindre <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0,095#5.10-3 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible <SEP> (0,4 <SEP> m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1c <SEP> cylindre <SEP> 485 <SEP> 3 <SEP> 0,55+5.10-3 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible <SEP> (0,2 <SEP> m)
<tb> 35NCD16 <SEP> largeur <SEP> de <SEP> trace <SEP> :<SEP> 160 <SEP> m
<tb> 1c <SEP> cylindre <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0,065#5.10-3 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible <SEP> (0,15 <SEP> m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1c <SEP> cylindre <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,072#0,014 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible
<tb> 35NCD16 <SEP> largeur <SEP> de <SEP> trace <SEP> # <SEP> 150 <SEP> m
<tb> 1c <SEP> bille <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,08#0,02 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible
<tb> 100C6 <SEP> largeur <SEP> de <SEP> trace <SEP> # <SEP> 150 <SEP> m
<tb> 1d <SEP> bille <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,065#0,018 <SEP> usure <SEP> faible
<tb> 100C6 <SEP> largeur <SEP> de <SEP> trace <SEP> # <SEP> 300 <SEP> m
<tb>
Le comportement des différents revêtements, élaborés entre 5000C et 600"C est très bon, bien que l'on note une certaine croissance du coefficient de frottement lorsque la température d'élaboration décroît. On mesure des coefficients de frottement très faibles associés à des traces d'usure peu profondes (le substrat n'est pas atteint) . Un accroissement de la charge ainsi qu'une variation de la nature de l'antagoniste ou du temps d'expérimentation (distance totale parcourue) ne modifient pas d'une façon significative ce comportement.
exch. <SEP> antagonist <SEP> distance <SEP> load <SEP> coeff. <SEP> of <SEP> remarks
<tb> (m) <SEP> (N) <SEP> friction
<tb> 1a <SEP> cylinder <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0.14 # 0.02 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low <SEP> (0.5 m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1b <SEP> cylinder <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0.095 # 5.10-3 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low <SEP> (0.4 <SEP> m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1c <SEP> cylinder <SEP> 485 <SEP> 3 <SEP> 0.55 + 5.10-3 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low <SEP> (0.2 <SEP> m)
<tb> 35NCD16 <SEP> width <SEP> of <SEP> trace <SEP>: <SEP> 160 <SEP> m
<tb> 1c <SEP> cylinder <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0.065 # 5.10-3 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low <SEP> (0.15 <SEP> m)
<tb> 35NCD16
<tb> 1c <SEP> cylinder <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0.072 # 0.014 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low
<tb> 35NCD16 <SEP> width <SEP> of <SEP> trace <SEP>#<SEP> 150 <SEP> m
<tb> 1c <SEP> ball <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0.08 # 0.02 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low
<tb> 100C6 <SEP> width <SEP> of <SEP> trace <SEP>#<SEP> 150 <SEP> m
<tb> 1d <SEP> ball <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0.065 # 0.018 <SEP> low <SEP> wear
<tb> 100C6 <SEP> width <SEP> of <SEP> trace <SEP>#<SEP> 300 <SEP> m
<Tb>
The behavior of the different coatings, developed between 5000C and 600 ° C is very good, although there is a certain increase in the coefficient of friction when the manufacturing temperature decreases.We measure very low coefficients of friction associated with traces Shallow wear (the substrate is not reached) An increase in the load as well as a variation in the nature of the antagonist or the experimentation time (total distance traveled) do not change in any way. significant this behavior.

Les coefficients de frottement obtenus sont comparables pour des conditions d'élaboration telles que d + d' soient compris entre environ 6 cm et environ 10 cm, à condition que l'échantillon soit suffisamment loin de la cavité micro-ondes (de façon à découpler puissance et température) et pas trop éloigné de la sortie du gaz réactif (d' < 5 cm) et pourvu que ce gaz ne soit pas injecté en amont de la cavité. The coefficients of friction obtained are comparable for processing conditions such that d + d 'are between about 6 cm and about 10 cm, provided that the sample is sufficiently far from the microwave cavity (so as to decouple power and temperature) and not too far from the reactive gas outlet (<5 cm) and provided that this gas is not injected upstream of the cavity.

A titre comparatif, des échantillons le en forme de disques de mêmes dimensions que les échantillons la à ld et des échantillons 1f et îg en forme de plaquette rectangulaire de 0,5 mm d'épaisseur, de 30 mm de longueur et de 5 mm de largeur ont été réalisés à 400"C dans les mêmes conditions que celles exposées par ailleurs dans le Tableau 1. Dans le cas des échantillons 1f et lg, les valeurs de d et de d' étaient respectivement de 5,5 cm et 1 cm. For comparison, samples in the form of discs of the same dimensions as samples 1a-1d and samples 1f and 1g in the form of a rectangular wafer 0.5 mm thick, 30 mm long and 5 mm thick. The widths were made at 400 ° C. under the same conditions as those set forth elsewhere in Table 1. In the case of samples 1f and 1g, the values of d and d were respectively 5.5 cm and 1 cm.

Les propriétés des couches déposées comparables à celles des échantillons la à ld données dans le Tableau 2, sont exposées dans le Tableau 4.  The properties of the deposited layers comparable to those of the samples given in Table 2 are shown in Table 4.

TABLEAU 4

Figure img00250001
TABLE 4
Figure img00250001

<tb> <SEP> échantillon <SEP> 1e <SEP> (400 C) <SEP> 1f <SEP> (400 C) <SEP> 1g <SEP> (400 C)
<tb> <SEP> disques <SEP> plaquette <SEP> 1 <SEP> plaquette <SEP> 2
<tb> composition <SEP> 2,63#0,05 <SEP> <SEP> 1,66 <SEP> 1,66
<tb> (C/Si)
<tb> dureté <SEP> (GPa) <SEP> 5,9#0,1 <SEP> <SEP> 11,8#0,4 <SEP> <SEP> 11,5#0,3
<tb> module <SEP> d'Young <SEP> 55i1 <SEP> 88i4 <SEP> 89i5 <SEP>
<tb> (GPa)
<tb>
La comparaison des propriétés des couches déposées sur les échantillons 1f et 1g à celles des couches déposées sur les échantillons le montre que la vitesse de dépôt, la dureté et le module d'Young augmentent lorsque la distance séparant la sortie du gaz réactif du substrat diminue.Des essais de frottement ont été effectués sur les échantillons le, 1f et lg dans les conditions analogues à celles des essais effectués sur les échantillons la à id (Tableau 3). Les coefficients de frottement ainsi mesurés sont donnés dans le Tableau 5.
<tb><SEP> sample <SEP> 1st <SEP> (400C) <SEP> 1f <SEP> (400C) <SEP> 1g <SEP> (400C)
<tb><SEP> disks <SEP> platelet <SEP> 1 <SEP> platelet <SEP> 2
<tb> composition <SEP> 2.63 # 0.05 <SEP><SEP> 1.66 <SEP> 1.66
<tb> (C / Si)
<tb> hardness <SEP> (GPa) <SEP> 5.9 # 0.1 <SEP><SEP> 11.8 # 0.4 <SEP><SEP> 11.5 # 0.3
<tb> module <SEP> of Young <SEP> 55i1 <SEP> 88i4 <SEP> 89i5 <SEP>
<tb> (GPa)
<Tb>
The comparison of the properties of the layers deposited on the samples 1f and 1g with those of the layers deposited on the samples shows that the deposition rate, the hardness and the Young's modulus increase when the distance separating the output of the reactive gas from the substrate decreases. Friction tests were carried out on the samples 1a, 1f and 1g under the conditions similar to those of the tests carried out on the samples la to id (Table 3). The coefficients of friction thus measured are given in Table 5.

TABLEAU 5

Figure img00260001
TABLE 5
Figure img00260001

éch. <SEP> antagoniste <SEP> distance <SEP> charge <SEP> coeff. <SEP> de <SEP> remarques
<tb> (m) <SEP> (N) <SEP> frottement
<tb> 1e <SEP> cylindre <SEP> 485 <SEP> 3 <SEP> 0,35#0,15 <SEP> usure=1 <SEP> m
<tb> 35NCD16 <SEP> largeur <SEP> de <SEP> trace#350 <SEP> m
<tb> 1f <SEP> cylindre <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,4#0,1 <SEP> usure <SEP> similaire
<tb> 35NCD16 <SEP> largeur#450 <SEP> m
<tb> 1g <SEP> bille <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,3#0,1 <SEP> mêmes <SEP> remarques
<tb> 100C6
<tb>
Une comparaison du Tableau 5 avec le
Tableau 3 montre immédiatement que les coefficients de frottement des échantillons réalisés à 4000C sont relativement plus élevés que ceux des échantillons réalisés à plus haute température.De plus, une dispersion très importante a été mesurée, ainsi qu'un décollement local dans les traces, bien que la charge appliquée soit toujours faible (3N) dans le cas des échantillons le à lg.
exch. <SEP> antagonist <SEP> distance <SEP> load <SEP> coeff. <SEP> of <SEP> remarks
<tb> (m) <SEP> (N) <SEP> friction
<tb> 1e <SEP> cylinder <SEP> 485 <SEP> 3 <SEP> 0.35 # 0.15 <SEP> wear = 1 <SEP> m
<tb> 35NCD16 <SEP> width <SEP> of <SEP> trace # 350 <SEP> m
<tb> 1f <SEP> cylinder <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,4 # 0,1 <SEP> similar <SEP> wear
<tb> 35NCD16 <SEP> width # 450 <SEP> m
<tb> 1g <SEP> ball <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0.3 # 0.1 <SEP> same <SEP> remarks
<tb> 100C6
<Tb>
A comparison of Table 5 with the
Table 3 shows immediately that the coefficients of friction of the samples made at 4000C are relatively higher than those of the samples made at a higher temperature. In addition, a very important dispersion was measured, as well as a local detachment in the traces, although that the applied load is always low (3N) in the case of samples 1 to 1g.

Cette première série d'essais montre donc que la température de dépôt doit impérativement être maintenue entre environ 5000C et environ 6000C afin que le coefficient de frottement de la couche déposée reste faible. This first series of tests therefore shows that the deposition temperature must necessarily be maintained between about 5000C and about 6000C so that the coefficient of friction of the deposited layer remains low.

Au cours d'une deuxième série d'essais, on a comparé l'adhérence couche-substrat des échantillons réalisés sans prétraitement, tels que l'échantillon le, avec l'adhérence d'échantillons obtenus en interposant entre l'étape de décapage du substrat et l'étape de réalisation de la couche mince complexe un prétraitement à l'azote ou à l'hydrogène. In a second series of tests, the layer-substrate adhesion of samples made without pretreatment, such as sample 1c, was compared with the adhesion of samples obtained interposing between the stripping step of substrate and the step of producing the complex thin film pretreatment with nitrogen or with hydrogen.

Plus précisément, après un décapage sous plasma d'argon pendant environ 10 min, on a réalisé un échantillon 2 b en injectant de l'hydrogène dans la phase gazeuse pendant environ 10 min et un échantillon 2C en injectant de l'azote dans la phase gazeuse pendant environ 5 min, avant de réaliser le dépôt par injection de TMS. Dans les deux cas, le dépôt a été réalisé après avoir stoppé l'arrivée des gaz de prétraitement, ajusté la température, puis injecté le TMS, dans des conditions identiques à celles exposées précédemment dans le Tableau 1, excepté la température. More specifically, after argon plasma etching for about 10 minutes, a sample 2b was made by injecting hydrogen into the gas phase for about 10 minutes and a 2C sample by injecting nitrogen into the phase. gaseous for about 5 min, before making the TMS injection deposition. In both cases, the deposition was carried out after stopping the arrival of the pretreatment gases, adjusted the temperature, and then injected the TMS, under conditions identical to those previously set out in Table 1, except for the temperature.

Enfin, après avoir stoppé l'arrivée du TMS, les échantillons ont été refroidis sous flux d'argon. Les conditions de prétraitement sont données dans le Tableau 6. Finally, after stopping the arrival of the TMS, the samples were cooled under argon flow. Pretreatment conditions are given in Table 6.

TABLEAU 6

Figure img00280001
TABLE 6
Figure img00280001

<tb> échantillon <SEP> gaz <SEP> de <SEP> pré- <SEP> débit <SEP> température <SEP> de <SEP> durée
<tb> <SEP> traitement <SEP> (l.h-1) <SEP> <SEP> traitement <SEP> < 0c > <SEP> ("C) <SEP> (min) <SEP>
<tb> <SEP> 2b <SEP> H <SEP> <SEP> 3 <SEP> 400 <SEP> 10
<tb> <SEP> 2c <SEP> N2 <SEP> 0,1 <SEP> 550 <SEP> 5
<tb>
On a alors comparé l'échantillon le, réalisé à 400"C sans prétraitement, à ces échantillons 2b et 2c.
<tb> sample <SEP> gas <SEP> of <SEP> pre- <SEP> flow <SEP> temperature <SEP> of <SEP> duration
<tb><SEP> treatment <SEP> (lh-1) <SEP><SEP> treatment <SEP><0c><SEP>("C)<SEP> (min) <SEP>
<tb><SEP> 2b <SEP> H <SEP><SEP> 3 <SEP> 400 <SEP> 10
<tb><SEP> 2c <SEP> N2 <SEP> 0.1 <SEP> 550 <SEP> 5
<Tb>
The sample 1a, made at 400 ° C without pretreatment, was then compared to these samples 2b and 2c.

En ce qui concerne l'échantillon le, il présente une adhérence médiocre et l'écaillage en bord de trace est très important. Sur les spectres d'émission acoustique, il est très difficile de mesurer la charge critique Lc. Des mesures optiques ont permis de fixer la charge critique Lc à environ 3,5 N. Regarding sample 1c, it shows poor adhesion and flaking at the edge of the trace is very important. On acoustic emission spectra, it is very difficult to measure the critical load Lc. Optical measurements made it possible to fix the critical load Lc at about 3.5 N.

L'écaillage du film pour une charge égale à cette charge critique est brutal, avec une transition dépôt-substrat très nette qui a été mise en évidence par analyse spectroscopique par dispersion d'énergie
Au regard des spectres d'émission acoustique, la charge critique Lc de l'échantillon le est supérieure ou égale à 6N.
The peeling of the film for a load equal to this critical load is abrupt, with a very clear deposit-substrate transition which has been demonstrated by spectroscopic analysis by energy dispersion.
With regard to acoustic emission spectra, the critical load Lc of the sample is greater than or equal to 6N.

Les mêmes mesures effectuées sur l'échantillon 2b montrent qu'un prétraitement par l'hydrogène améliore nettement l'adhérence. Ainsi, les spectres d'émission font apparaître que la charge critique Lc est supérieure ou égale à 11 N. De plus, le décollement du dépôt s'effectue essentiellement en bord de trace, sous la forme d'écailles de petites dimensions. Il y a du dépôt jusqu'en fond de trace, ce qui confirme une nette différence de comportement par rapport à l'échantillon le.  The same measurements made on the sample 2b show that pretreatment with hydrogen clearly improves the adhesion. Thus, the emission spectra show that the critical load Lc is greater than or equal to 11 N. In addition, the detachment of the deposit is essentially carried out at the edge of the trace, in the form of scales of small dimensions. There is deposit down to the bottom of the trace, which confirms a clear difference of behavior compared to the sample.

Enfin, les mesures effectuées sur l'échantillon 2c montrent qu'un prétraitement à l'azote améliore considérablement la tenue mécanique des revêtements. La charge critique Lc a une valeur ~ 19,2 +
1,6 N.
Finally, the measurements made on the sample 2c show that pretreatment with nitrogen considerably improves the mechanical strength of the coatings. The critical load Lc has a value ~ 19.2 +
1.6 N.

Un échantillon 2d, par ailleurs comparable à l'échantillon 2c, a été réalisé avec un prétraitement d'azote à un débit sensiblement plus élevé que dans le cas de l'échantillon 2c, ce débit étant fixé à 1 I/h. A sample 2d, also comparable to the sample 2c, was made with a pretreatment of nitrogen at a rate substantially higher than in the case of the sample 2c, this flow rate being fixed at 1 I / h.

Cet échantillon a permis de montrer qu'un prétraitement azoté avec un débit d'azote trop important joue au contraire un rôle néfaste quant à la tenue mécanique des revêtements. Ainsi, dans le cas de cet échantillon 2d, les mêmes essais ont conduit à un écaillage en bord de trace très important qui débute pour une charge très faible sur les spectres d'émission acoustique. Il est difficile de mesurer la charge critique Lc car elle croît progressivement presque depuis le début. Néanmoins, cette charge critique est très faible.This sample made it possible to show that a nitrogen pretreatment with a too high nitrogen flow rate on the contrary plays a detrimental role as regards the mechanical strength of the coatings. Thus, in the case of this sample 2d, the same tests led to a very large edge flaking which starts at a very low load on the acoustic emission spectra. It is difficult to measure the critical load Lc because it grows gradually almost from the beginning. Nevertheless, this critical load is very low.

Un spectre de diffraction de rayons X a été réalisé sur les échantillons 2c et 2d et a révélé la présence des phases Fe2~3N et Fe4N. L'examen d'une coupe a permis de confirmer la présence d'une couche de combinaison dans les deux cas, d'environ 3 um d'épaisseur. Un profil en nanoindentation a été effectué et a révélé l'existence d'une couche de diffusion d'une épaisseur d'environ 40 à 60 um. Ces expérimentations montrent que le demandeur a réussi à déposer une couche de combinaison permettant d'accroître l'accrochage et que la composition de cette couche est primordiale. An X-ray diffraction spectrum was performed on samples 2c and 2d and revealed the presence of Fe2-3N and Fe4N phases. Examination of a section confirmed the presence of a combination layer in both cases, about 3 μm thick. A nanoindentation profile was made and revealed the existence of a diffusion layer with a thickness of about 40 to 60 μm. These experiments show that the applicant has successfully deposited a combination layer to increase the attachment and that the composition of this layer is essential.

Une troisième série d'essais a été effectuée afin de contrôler la résistance à la corrosion des couches obtenues. Au cours de cette troisième série d'essais, on a réalisé à 600"C un échantillon 3a à partir d'une plaquette d'acier 35CD4, et, à 5500C, des échantillons 3b et 3c sur des plaquettes carrées de silicium de 0,5 mm d'épaisseur et de 16 mm de côté. Par ailleurs, les conditions d'élaboration des revêtements étaient identiques à celles qui sont exposées dans le
Tableau 1.
A third series of tests was carried out to control the corrosion resistance of the layers obtained. During this third series of tests, a sample 3a was made at 600 ° C from a 35CD4 steel plate, and at 5500C, samples 3b and 3c on silicon wafers of 0, 5 mm thick and 16 mm side.In addition, the conditions of preparation of the coatings were identical to those which are exposed in the
Table 1.

Ces différents échantillons 3a à 3c ont été exposés en atmosphère corrosive (brouillard salin) pendant des temps variables. Des tests de frottement ont ensuite été réalisés sur ces échantillons à l'aide d'un antagoniste en forme de cylindre en acier 35NCD16, dans des conditions par ailleurs analogues à celles qui ont été exposées précédemment à propos des essais effectués sur les échantillons la à ld. Les résultats de ces essais sont exposés dans le Tableau 7. TABLEAU 7

Figure img00310001
These different samples 3a to 3c have been exposed in a corrosive atmosphere (salt spray) for varying times. Friction tests were then carried out on these samples using a 35NCD16 steel cylinder antagonist, under conditions otherwise similar to those previously discussed with regard to the tests carried out on the samples ld. The results of these tests are shown in Table 7. TABLE 7
Figure img00310001

éch. <SEP> temps <SEP> distance <SEP> charge <SEP> coeff.<SEP> de <SEP> remarques
<tb> d'exposition <SEP> (m) <SEP> (N) <SEP> frottement
<tb> (h)
<tb> 3a <SEP> 8 <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0,08#0,01 <SEP> usure <SEP> faible
<tb> largeur <SEP> trace#150 m
<tb> 3b <SEP> 0 <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0,13#0,02 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible
<tb> (0,5 m)
<tb> 3c <SEP> 24 <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0,13#0,02 <SEP> usure <SEP> très <SEP> faible
<tb> (0,5 m)
<tb>
Dans le cas des échantillons 3a élaborés à partir de disques d'acier 35CD4, le très bon coefficient de frottement reporté dans le Tableau 7 révèle une bonne stabilité de ce coefficient après exposition en atmosphère corrosive.
exch. <SEP> time <SEP> distance <SEP> load <SEP> coeff. <SEP> of <SEP> notes
<tb> Exposure <SEP> (m) <SEP> (N) <SEP> Friction
<tb> (h)
<tb> 3a <SEP> 8 <SEP> 80 <SEP> 3 <SEP> 0.08 # 0.01 <SEP> low <SEP> wear
<tb> width <SEP> trace # 150 m
<tb> 3b <SEP> 0 <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0.13 # 0.02 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low
<tb> (0.5 m)
<tb> 3c <SEP> 24 <SEP> 485 <SEP> 14 <SEP> 0.13 # 0.02 <SEP> wear <SEP> very <SEP> low
<tb> (0.5 m)
<Tb>
In the case of samples 3a produced from 35CD4 steel discs, the very good coefficient of friction reported in Table 7 reveals a good stability of this coefficient after exposure in a corrosive atmosphere.

Ce bon comportement à la corrosion est confirmé par les dépôts effectués sur des substrats en silicium (échantillons 3b, 3c et 3d), qui ont été élaborés dans les mêmes conditions et sur lesquels les tests de frottement montrent sans équivoque que les revêtements sont inertes en atmosphère corrosive. This good corrosion behavior is confirmed by the deposits made on silicon substrates (samples 3b, 3c and 3d), which were developed under the same conditions and on which the friction tests show unequivocally that the coatings are inert in corrosive atmosphere.

Une autre série d'essais a été effectuée en faisant varier le débit d'injection du gaz réactif en vue d'augmenter la vitesse de dépôt. Les conditions de dépôt étaient par ailleurs identiques à celles exposées dans le Tableau 1. Les échantillons 4a, 4b et 4c ont été élaborés à 600"C et les échantillons 4d et 4e à 550"C, avec un débit de TMS d'environ 0,2 I /h. Les différentes épaisseurs de revêtement obtenues en faisant varier la durée du traitement sont indiquées dans le Tableau 8. Another series of tests was performed by varying the injection rate of the reactive gas to increase the deposition rate. The deposition conditions were otherwise identical to those set forth in Table 1. Samples 4a, 4b and 4c were made at 600 ° C and samples 4d and 4e at 550 ° C, with a TMS flow of about 0 ° C. , 2 I / h. The different coating thicknesses obtained by varying the duration of the treatment are shown in Table 8.

TABLEAU 8

Figure img00320001
TABLE 8
Figure img00320001

<tb> échantillon <SEP> At <SEP> (min) <SEP> e <SEP> (pm) <SEP>
<tb> <SEP> 4a <SEP> 10 <SEP> 3,5i0,5 <SEP>
<tb> <SEP> 4b <SEP> 20 <SEP> 6,5i0,5 <SEP>
<tb> <SEP> 4c <SEP> 30 <SEP> 10in,5 <SEP>
<tb> <SEP> 4d <SEP> 20 <SEP> 6,8i0,6 <SEP>
<tb> <SEP> 4e <SEP> 30 <SEP> 10,80,7 <SEP>
<tb>
Ce Tableau montre que la croissance de l'épaisseur avec le temps est linéaire.
<tb> sample <SEP> At <SEP> (min) <SEP> e <SEP> (pm) <SEP>
<tb><SEP> 4a <SEP> 10 <SEP> 3.5i0.5 <SEP>
<tb><SEP> 4b <SEP> 20 <SEP> 6.5i0.5 <SEP>
<tb><SEP> 4c <SEP> 30 <SEP> 10in, 5 <SEP>
<tb><SEP> 4d <SEP> 20 <SEP> 6,8i0,6 <SEP>
<tb><SEP> 4th <SEP> 30 <SEP> 10,80,7 <SEP>
<Tb>
This table shows that the growth of the thickness over time is linear.

Des essais de frottement ont également été réalisés sur les échantillons 4b, 4d et 4e, en utilisant comme antagoniste un cylindre d'acier 35NCD16 de 10 mm de rayon appliqué sur la surface de revêtement avec une charge normale de 14 N et déplacé sur cette surface à une vitesse linéaire de 0,02 + 4.10-3 m/sec sur une distance totale de 485 m. Les coefficients de frottement ainsi mesurés sont donnés par le Tableau 9. Friction tests were also performed on samples 4b, 4d and 4e, using as a counter-actor a 10 mm radius steel cylinder 35NCD16 applied to the coating surface with a normal load of 14 N and moved onto this surface. at a linear velocity of 0.02 + 4.10-3 m / sec over a total distance of 485 m. The coefficients of friction thus measured are given in Table 9.

TABLEAU 9

Figure img00330001
TABLE 9
Figure img00330001

<tb> échantillon <SEP> coeff. <SEP> de <SEP> remarques
<tb> <SEP> frottement
<tb> <SEP> 4b <SEP> 0,19#0,05 <SEP> <SEP> usure <SEP> # <SEP> 2,5 m
<tb> <SEP> 4d <SEP> 0,13#0,02 <SEP> <SEP> usure <SEP> # <SEP> 1 m
<tb> <SEP> 4e <SEP> 0,16#0,04 <SEP> <SEP> usure <SEP> t <SEP> lum <SEP>
<tb>
Ces résultats montrent qu'une augmentation de la vitesse de dépôt a été réalisée en augmentant le débit du précurseur (jusqu'à 21,6 um/h) tout en maintenant un faible coefficient de frottement lorsque la température de dépôt est inférieure à 600 C.En outre, une comparaison des Tableaux 3 et 9 montre que le coefficient de frottement croît légèrement avec le débit du gaz réactif, quelle que soit la température de dépôt.
<tb> sample <SEP> coeff. <SEP> of <SEP> remarks
<tb><SEP> rubbing
<tb><SEP> 4b <SEP> 0.19 # 0.05 <SEP><SEP> wear <SEP>#<SEP> 2.5 m
<tb><SEP> 4d <SEP> 0.13 # 0.02 <SEP><SEP> wear <SEP>#<SEP> 1 m
<tb><SEP> 4th <SEP> 0.16 # 0.04 <SEP><SEP> wear <SEP> t <SEP> lum <SEP>
<Tb>
These results show that an increase in the deposition rate was achieved by increasing the flow rate of the precursor (up to 21.6 μm / h) while maintaining a low coefficient of friction when the deposition temperature is below 600 C. In addition, a comparison of Tables 3 and 9 shows that the coefficient of friction increases slightly with the flow rate of the reactive gas, regardless of the deposition temperature.

Dans une dernière série d'essais, on a étudié l'effet d'un apport d'hydrogène dans le gaz réactif formé de TMS et d'argon. A cet effet, on a réalisé des échantillons 5a à 5e dans des conditions de dépôt indiquées dans le Tableau 10.  In a final series of tests, the effect of a hydrogen supply in the reactive gas of TMS and argon was studied. For this purpose, samples 5a-5e were made under the deposition conditions shown in Table 10.

TABLEAU 10

Figure img00340001
TABLE 10
Figure img00340001

Paramètres <SEP> constants <SEP> : <SEP> P=0,5 <SEP> Torr <SEP> ; <SEP> #t=15 <SEP> min <SEP> ; <SEP> D(TMS)=0,05 <SEP> l.h-1 <SEP> ; <SEP> DT(Ar)=5,5 <SEP> l.h-1
<tb> échantillon <SEP> substrat <SEP> Ts <SEP> ( C) <SEP> d <SEP> (cm) <SEP> d' <SEP> (cm) <SEP> D(H2) <SEP> W <SEP> (watt)
<tb> (l.h-1)
<tb> 5a <SEP> plaquette <SEP> 400 <SEP> 5,5 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 350
<tb> 5b <SEP> disque <SEP> 400 <SEP> 5,5 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 350
<tb> 5c <SEP> disque <SEP> 400 <SEP> 5,5 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 350
<tb> 5d <SEP> disque <SEP> 400 <SEP> 5,5 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 350
<tb> 5e <SEP> disque <SEP> 400 <SEP> 5,5 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 500
<tb>
L'échantillon 5a a été obtenu à partir d'une plaquette rectangulaire d'acier 30 NCDV14 présentant une épaisseur de 0,5 mm, une longueur de 30 mm et une largeur de 5 mm.Les échantillons 5b à 5e ont été réalisés à partir d'un disque d'acier 35 CD4 de 2 mm d'épaisseur et de 16 mm de diamètre.
Parameters <SEP> constant <SEP>: <SEP> P = 0.5 <SEP> Torr <SEP>;<SEP># t = 15 <SEP> min <SEP>;<SEP> D (TMS) = 0.05 <SEP> lh-1 <SEP>;<SEP> DT (Ar) = 5.5 <SEP> lh-1
<tb> sample <SEP> substrate <SEP> Ts <SEP> (C) <SEP> d <SEP> (cm) <SEP> from <SEP> (cm) <SEP> D (H2) <SEP> W <SEP> (watt)
<tb> (lh-1)
<tb> 5a <SEP> platelet <SEP> 400 <SEP> 5.5 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 350
<tb> 5b <SEP> disk <SEP> 400 <SEP> 5.5 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 350
<tb> 5c <SEP> disk <SEP> 400 <SEP> 5.5 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 350
<tb> 5d <SEP> disk <SEP> 400 <SEP> 5.5 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 350
<tb> 5th <SEP> disk <SEP> 400 <SEP> 5.5 <SEP> 1 <SEP> 5 <SEP> 500
<Tb>
Sample 5a was obtained from a NCDV14 rectangular steel wafer having a thickness of 0.5 mm, a length of 30 mm and a width of 5 mm. Samples 5b to 5e were made from a CD4 steel disc 2 mm thick and 16 mm in diameter.

Les caractéristiques de ces différents échantillons ont été mesurés de la même manière que dans les précédents essais, pour déterminer l'épaisseur du revêtement, sa composition, sa dureté ainsi que son module d'Young. Les résultats de ces mesures sont donnés dans le Tableau 11. The characteristics of these different samples were measured in the same way as in the previous tests, to determine the thickness of the coating, its composition, its hardness and its Young's modulus. The results of these measurements are given in Table 11.

TABLEAU 11

Figure img00350001
TABLE 11
Figure img00350001

<tb> éch. <SEP> e <SEP> ( m) <SEP> C/Si <SEP> H(GPa) <SEP> E(GPa)
<tb> 5a <SEP> 9,8 <SEP> 1,7 <SEP> 11,30,7 <SEP> 89#2) <SEP>
<tb> 5b <SEP> 7,4 <SEP> 1,6 <SEP> 14,70,5 <SEP> 122#5 <SEP>
<tb> 5c <SEP> 4,7 <SEP> 1,6 <SEP> 16,5i0,9 <SEP> 155#5 <SEP>
<tb> 5d <SEP> 3 <SEP> 1,6 <SEP> 17,9i0,2 <SEP> 147#3 <SEP>
<tb> 5e <SEP> 4,5 <SEP> 1,1 <SEP> 22,5#1,5 <SEP> <SEP> 188#15
<tb>
Ce Tableau montre qu'un apport d'hydrogène dans le gaz réactif se traduit par une diminution de l'épaisseur du revêtement et par une augmentation de sa dureté et du module d'Young. Une variation significa C tive du rapport n'intervient que pour le débit d'hy-
Si drogène le plus élevé. Pour ce même débit, une augmentation de la puissance micro-ondes a été nécessaire, de façon à compenser la diminution du volume de la décharge imputable à la consommation d'énergie par l'hydrogène. Ce mécanisme est d'ailleurs responsable de la diminution de l'épaisseur du dépôt dès que le substrat se trouve en limite de la zone de décharge.
<tb> ech. <SEP> e <SEP> (m) <SEP> C / If <SEP> H (GPa) <SEP> E (GPa)
<tb> 5a <SEP> 9.8 <SEP> 1.7 <SEP> 11.30.7 <SEP> 89 # 2) <SEP>
<tb> 5b <SEP> 7.4 <SEP> 1.6 <SEP> 14.70.5 <SEP> 122 # 5 <SEP>
<tb> 5c <SEP> 4.7 <SEP> 1.6 <SEP> 16.5i0.9 <SEP> 155 # 5 <SEP>
<tb> 5d <SEP> 3 <SEP> 1.6 <SEP> 17.9i0.2 <SEP> 147 # 3 <SEP>
<tb> 5th <SEP> 4.5 <SEP> 1.1 <SEP> 22.5 # 1.5 <SEP><SEP> 188 # 15
<Tb>
This Table shows that a supply of hydrogen in the reactive gas results in a decrease in the thickness of the coating and in an increase in its hardness and the Young's modulus. A significant variation in the ratio only occurs for the flow of hy-
If it's the highest. For this same flow, an increase in the microwave power was necessary, so as to compensate for the decrease in the volume of the discharge attributable to the energy consumption by hydrogen. This mechanism is also responsible for reducing the thickness of the deposit as soon as the substrate is at the edge of the discharge zone.

Des tests de frottement ont également été effectués sur les échantillons 5a et 5e. Ces essais ont été effectués au moyen d'un cylindre d'acier 35NCD16 de 10 mm de rayon dans le cas de l'échantillon 5e et au moyen d'une bille d'acier 100C6 de 10 mm de rayon dans le cas de l'échantillon 5a. Dans ce dernier cas, la charge normale appliquée sur la bille était de 3 N alors que la charge appliquée sur le cylindre dans le cas de l'échantillon 5e était de 14 N. Dans tous les cas, la vitesse linéaire était de 0,02 + 4.10-3 m/sec, la distance totale parcourue étant de 80m pour l'échantillon 5a et de 485 m pour l'échantillon 5e. Les coefficients de frottement obtenus sont indiqués dans le
Tableau 12.
Friction tests were also performed on samples 5a and 5e. These tests were carried out using a steel cylinder 35NCD16 of 10 mm radius in the case of the sample 5e and by means of a steel ball 100C6 of 10 mm radius in the case of the sample 5a. In the latter case, the normal charge on the ball was 3 N while the load on the cylinder in the case of the 5e sample was 14 N. In all cases, the linear velocity was 0.02 + 4.10-3 m / sec, the total distance traveled being 80m for sample 5a and 485m for sample 5e. The coefficients of friction obtained are indicated in the
Table 12.

TABLEAU 12

Figure img00360001
TABLE 12
Figure img00360001

<tb> échantillon <SEP> coefficient <SEP> de <SEP> remarques
<tb> <SEP> frottement
<tb> <SEP> 5a <SEP> 0,4i0,1 <SEP> résultats <SEP> discutés
<tb> <SEP> 0,30,1 <SEP> dans <SEP> le <SEP> tableau <SEP> 5
<tb> <SEP> 5e <SEP> 0,5+0,1 <SEP> usure <SEP> importante
<tb> <SEP> ( > <SEP> 3 <SEP> Mm) <SEP>
<tb>
Les Tableaux 11 et 12 montrent qu'un apport d'hydrogène dans le gaz réactif entraîne une croissance importante de la dureté et du module d'Young, réduit la fragilité des couches à 400"C (aucun décollement n'a été observé dans les traces d'usure) mais perturbe les propriétés de frottement.
<tb> sample <SEP> coefficient <SEP> of <SEP> remarks
<tb><SEP> rubbing
<tb><SEP> 5a <SEP> 0.4i0.1 <SEP> results <SEP> discussed
<tb><SEP> 0,30,1 <SEP> in <SEP><SEP> table <SEP> 5
<tb><SEP> 5th <SEP> 0.5 + 0.1 <SEP> important <SEP> wear
<tb><SEP>(><SEP> 3 <SEP> Mm) <SEP>
<Tb>
Tables 11 and 12 show that a supply of hydrogen in the reactive gas leads to a high growth of hardness and Young's modulus, reduces the fragility of the layers at 400 ° C. (no detachment was observed in the traces of wear) but disrupts the friction properties.

Enfin, un dépôt a également été réalisé sur un substrat en alliage de titane TA6V, dans des conditions identiques à celles qui ont conduit à la réalisation de l'échantillon lb.  Finally, a deposit was also made on a TA6V titanium alloy substrate, under conditions identical to those which led to the production of the sample 1b.

Des tests de la rayure effectués sur l'échantillon lb et sur cet échantillon en TA6V ont fait apparaître une charge critique Lc < 6 N dans le premier cas et Lc > 6 N dans le deuxième cas. Le dépôt effectué sur un substrat en TA6V a les mêmes priorités que le dépôt effectué sur un substrat en acier. Scratch tests carried out on sample 1b and on this sample in TA6V showed a critical load Lc <6 N in the first case and Lc> 6 N in the second case. The deposition performed on a TA6V substrate has the same priorities as the deposition performed on a steel substrate.

En conclusion, le demandeur a démontré qu'il était possible de réaliser une couche mince complexe, chimiquement stable et à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, sur un substrat en un matériau tel qu'un alliage à base de fer ou de titane, par dépôt chimique en phase vapeur activé par un plasma micro-ondes en positionnant précisément le substrat et l'injection du gaz réactif dans l'enceinte, par rapport à la cavité micro-ondes et en utilisant un gaz réactif ou précurseur particulier. Le positionnement du substrat permet notamment de contrôler sa température indépendamment de la puissance micro-ondes utilisée, afin de donner à cette température une valeur optimale pour les caractéristiques recherchées. In conclusion, the applicant has demonstrated that it is possible to produce a complex, chemically stable, low-friction layer based on carbon, silicon and hydrogen on a substrate made of a material such as a an iron-based or titanium-based alloy, by microwave-activated chemical vapor deposition by precisely positioning the substrate and injecting the reactive gas into the chamber, with respect to the microwave cavity and using a particular reactive gas or precursor. The positioning of the substrate makes it possible in particular to control its temperature independently of the microwave power used, in order to give this temperature an optimum value for the desired characteristics.

Le demandeur a également établi qu'un tel revêtement peut être réalisé de façon particulièrement rapide et en établissant simplement un vide primaire dans la chambre de réaction, sans qu'il soit nécessaire de sortir à aucun moment le substrat de cette chambre lors des différentes étapes nécessaires au dépôt. The Applicant has also established that such a coating can be made particularly rapidly and by simply establishing a primary vacuum in the reaction chamber, without the need to exit the substrate of this chamber at any time during the various stages. necessary to deposit.

Enfin, le demandeur a montré qu'un prétraitement à l'azote et/ou méthane effectué dans des conditions précises permet d'améliorer sensiblement l'adhérence du revêtement sans affecter de façon trop sensible ses propriétés de frottement.  Finally, the applicant has shown that pretreatment with nitrogen and / or methane carried out under precise conditions substantially improves the adhesion of the coating without significantly affecting its friction properties.

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, caractérisée par le fait qu'elle comprend moins de 30 % d'atomes d'hydrogène et un rapport C/Si, entre le nombre C d'atome de carbone et le nombre Si d'atomes de silicium, compris entre environ 1,4 et environ 3,3. 1. Thin layer complex, chemically stable, low coefficient of friction, based on carbon, silicon and hydrogen, characterized in that it comprises less than 30% of hydrogen atoms and a ratio C / If, between the number C of carbon atom and the number Si of silicon atoms, between about 1.4 and about 3.3. 2. Couche mince complexe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le rapport C/Si est compris entre environ 2,4 et environ 2,5. 2. complex thin layer according to claim 1, characterized in that the C / Si ratio is between about 2.4 and about 2.5. 3. Pièce à très faible coefficient de frottement, comprenant un substrat en un matériau qui n'et pas altéré lorsqu'il est chauffé à une température comprise entre environ 5000C et environ 6000C et un revêtement de surface recouvrant ce substrat, caractérisée par le fait que le revêtement de surface est une couche mince complexe selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. A very low friction part, comprising a substrate of a material which is not tampered with when heated to a temperature of from about 5000 ° C. to about 6000 ° C. and a surface coating covering said substrate, characterized by the fact that the surface coating is a complex thin film according to any one of claims 1 and 2. 4. Pièce selon la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend de plus une couche intermédiaire nitrurée, carburée ou carbonitrurée, interposée entre le substrat et le revêtement de surface. 4. Part according to claim 3, characterized in that it further comprises a nitrided intermediate layer, carburized or carbonitrided, interposed between the substrate and the surface coating. 5. Procédé de réalisation d'un revêtement de surface, sous la forme d'une couche mince complexe, chimiquement stable, à faible coefficient de frottement, à base de carbone, de silicium et d'hydrogène, sur un substrat (34) en un matériau qui n'et pas altéré lorsqu'il est chauffé à une température comprise entre environ 5000C et environ 6000C, par dépôt chimique en phase vapeur, activé par un plasma micro-ondes, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes - mise en place du substrat (34) sur un support (32), 5. A process for producing a surface coating in the form of a complex, chemically stable, low-friction layer based on carbon, silicon and hydrogen on a substrate (34) in a material which is not altered when heated to a temperature of between about 5000C and about 6000C, by chemical vapor deposition, activated by a microwave plasma, characterized in that it comprises the successive steps following - placing the substrate (34) on a support (32), dans une enceinte (10) comportant une zone de plasma in an enclosure (10) having a plasma zone de densité maximale, appelée zone active (22), dans maximum density, called the active zone (22), in une première région de l'enceinte située en dehors de a first region of the enclosure located outside of la zone active et à l'intérieur d'une zone de the active zone and within a zone of décharge apte à contenir un plasma - établissement d'un vide primaire à l'intérieur de discharge capable of containing a plasma - establishment of a primary vacuum within l'enceinte ;; - décapage du substrat par injection d'un gaz de déca the enclosure; stripping of the substrate by injection of a deca gas page, établissement d'un plasma de ce gaz, dans la page, establishment of a plasma of this gas, in the zone de décharge, et chauffage séparé du substrat à discharge zone, and separate heating of the substrate to une température régulée comprise entre environ 5000C a regulated temperature of between about 5000C et environ 6000C - dépôt dudit revêtement par injection d'un gaz réactif and about 6000C - deposition of said coating by injection of a reactive gas dans une deuxième région de l'enceinte située entre in a second area of the enclosure located between le substrat et la zone active, ou dans une zone limi the substrate and the active zone, or in a limited area trophe de cette zone active, tournée vers le subs trophe of this active zone, turned to the subs trat, ce gaz réactif comprenant un composé unique à said reactive gas comprising a compound which is unique to environnement tétraédrique du silicium, de façon à tetrahedral silicon environment, so that substituer au plasma du gaz de décapage un plasma du replace the plasma of the stripping gas with a plasma of gaz réactif, tout en maintenant le chauffage du subs reactive gas while maintaining the heating of the subs trat à ladite température régulée ; et - interruption de l'injection du gaz réactif et refroi treated at said regulated temperature; and - interruption of the injection of the reactive gas and cooling dissement du substrat, après une durée d'injection substrate degradation, after a duration of injection prédéterminée, correspondant à une épaisseur désirée predetermined, corresponding to a desired thickness du revêtement. coating. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le gaz de décapage est de l'argon. 6. Method according to claim 5, characterized in that the stripping gas is argon. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le gaz de décapage contient aussi de l'hydrogène. 7. Method according to claim 6, characterized in that the stripping gas also contains hydrogen. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que le gaz réactif comprend du tétraméthylsilane mélangé à de 1 'argon.  8. Process according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the reactive gas comprises tetramethylsilane mixed with argon. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le gaz réactif contient aussi de 1 'hydrogène.  9. Process according to claim 8, characterized in that the reactive gas also contains hydrogen. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend de plus, entre les étapes de décapage et de dépôt du revêtement, une étape de réalisation d'une couche intermédiaire par injection d'un gaz de prétraitement dans la deuxième région de l'enceinte, ce gaz de prétraitement contenant l'élément azote et/ou l'élément carbone, de façon à substituer au plasma de gaz de décapage un plasma de gaz de prétraitement. 10. Method according to any one of claims 5 to 9, characterized in that it further comprises, between the steps of etching and deposition of the coating, a step of producing an intermediate layer by injection of a pre-treatment gas in the second region of the enclosure, the pretreatment gas containing the nitrogen element and / or the carbon element, so as to substitute a pretreatment gas plasma for the pickling gas plasma. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le gaz de prétraitement comprend au plus environ 20 % d'azote et/ou de méthane, mélangé à de l'argon. 11. The method of claim 10, characterized in that the pretreatment gas comprises at most about 20% nitrogen and / or methane, mixed with argon. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé par le fait que la zone active est une cavité micro-ondes localisée est formée dans un guide d'ondes relié à un générateur micro-ondes travaillant à une fréquence de 2,45 GHz et dont la puissance est réglée entre environ 150 W et environ 500 W. 12. Method according to any one of claims 5 to 11, characterized in that the active area is a localized microwave cavity is formed in a waveguide connected to a microwave generator working at a frequency of 2 , 45 GHz and whose power is set between about 150 W and about 500 W. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé par le fait que, lors du dépôt du revêtement, on injecte le gaz réactif à un débit compris entre environ 0,01 I /h et environ 0,3 I /h.  13. Method according to any one of claims 4 to 12, characterized in that, during the deposition of the coating, the reactive gas is injected at a flow rate of between about 0.01 I / h and about 0.3 I / h. h. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé par le fait que lors du décapage du substrat, on injecte le gaz de décapage à un débit compris entre environ 0,5 I /h et environ 10 I /h.  14. A method according to any one of claims 4 to 13, characterized in that during the pickling of the substrate, the etching gas is injected at a flow rate of between about 0.5 I / h and about 10 I / h. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisé par le fait que le vide primaire établi à l'intérieur de l'enceinte correspond avantageusement à une pression comprise entre environ 0,5 torr et environ 2 torr.  15. Method according to any one of claims 5 to 14, characterized in that the primary vacuum established inside the enclosure advantageously corresponds to a pressure between about 0.5 torr and about 2 torr.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007085494A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Thin-film multilayer structure, component comprising said structure and its method of deposition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422243A1 (en) * 1989-03-31 1991-04-17 Canon Kabushiki Kaisha Method of forming polycrystalline film by chemical vapor deposition
EP0446988A1 (en) * 1990-03-09 1991-09-18 ENIRICERCHE S.p.A. Silicon carbide coatings
US5279866A (en) * 1993-06-10 1994-01-18 Applied Science And Technology Inc. Process for depositing wear-resistant coatings

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0422243A1 (en) * 1989-03-31 1991-04-17 Canon Kabushiki Kaisha Method of forming polycrystalline film by chemical vapor deposition
EP0446988A1 (en) * 1990-03-09 1991-09-18 ENIRICERCHE S.p.A. Silicon carbide coatings
US5279866A (en) * 1993-06-10 1994-01-18 Applied Science And Technology Inc. Process for depositing wear-resistant coatings

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHIH-CHIEN LIU ET AL: "Effect of SiH/sub 4//CH/sub 4/ flow ratio on the growth of beta -SiC on Si by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition at 500 degrees C", APPLIED PHYSICS LETTERS, 9 JAN. 1995, USA, vol. 66, no. 2, 9 January 1995 (1995-01-09), ISSN 0003-6951, pages 168 - 170 *
DELPLANCKE M P ET AL: "Preparation of Si/sub x/C/sub y/H/sub z/ films from methylsilane by plasma-enhanced chemical vapor deposition", THIN SOLID FILMS, 30 JULY 1991, SWITZERLAND, vol. 202, no. 2, ISSN 0040-6090, pages 289 - 298 *
SARAIE J ET AL: "Preparation of hydrogenated amorphous Si-C alloy films and their properties", THIN SOLID FILMS, 6 JULY 1984, SWITZERLAND, vol. 117, no. 1, ISSN 0040-6090, pages 59 - 69 *
V. VIEL ET AL: "A NEW METHOD OF GENERATING LARGE CYLINDRICAL PLASMAS BY MICROWAVES:APPLICATION TO SIC DEPOSITION", CIP 93 PROCEEDINGS, 6 June 1993 (1993-06-06), FR, pages 302 - 304, XP000399268 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007085494A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Thin-film multilayer structure, component comprising said structure and its method of deposition
FR2896807A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-03 Eads Ccr Groupement D Interet THIN MULTILAYER STRUCTURE, PIECE COMPRISING SAME AND ITS DEPOSITION METHOD

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