Etude de la résistance mécanique des couches d'oxydes synthétisées par mocvd / study of mechani[...]

Ref. ABG-128527
ADUM-60696 Thesis topic

2025-02-13

Workplace Orsay cedex - France

Topic title: Etude de la résistance mécanique des couches d'oxydes synthétisées par MOCVD // Study of mechanical strength for MOCVD oxide layers

Keywords: couches minces, endommagement, MOCVD, Finite element method
thin film, damage, MOCVD, Finite element method

La résistance d'une couche fragile sur un substrat ductile est généralement étudiée à travers des essais de mulifissuration : le système couche/substrat est soumis à des essais de traction ou de flexion. Des fissures perpendiculaires à la direction de traction apparaissent; à mesure que la déformation augmente, le nombre de fissures croît rapidement jusqu'à atteindre une densité linéique constante. Cela marque le point de saturation de ce phénomène. La cinétique de l'endommagement, qui décrit l'évolution de l'espacement des fissures en fonction de la contrainte appliquée, est liée à la résistance de la couche.

Deux paramètres matériels clés pour caractériser les propriétés de résistance peuvent être déduits de cette cinétique de l'endommagement : la déformation critique au début de la fracturation et l'espacement des fissures à saturation. La déformation critique est directement liée à la résistance de la couche et a été utilisée dans une étude précédente pour déterminer la résistance de différentes couches de zircone. Cependant, il n'a pas été possible d'obtenir des résultats fiables, probablement en raison de la présence de gradients de contrainte dans la couche. De plus, comme les fissures apparaissent soudainement, enregistrer la déformation réelle au moment de l'apparition des dommages peut être difficile.

L'espacement des fissures à saturation est également lié à la résistance à la fracture de la couche, mais un modèle mécanique doit être utilisé pour relier ce paramètre microstructural à une grandeur mécanique, la résistance. À cet effet, le processus de multifissuration est souvent analysé à l'aide de modèles de type 'shear-lag'. Ces modèles sont intéressants car ils permettent d'utiliser des formules analytiques simples pour déterminer la résistance de la couche fragile à partir de l'espacement des fissures à saturation. Cependant, ces approches reposent sur des hypothèses trop simplifiées. Par ailleurs, les résultats expérimentaux montrent que la résistance apparente de la couche dépend des propriétés du substrat (éléments d'alliage et état métallurgique), de la préparation de surface du substrat et de l'épaisseur de la couche.

Début de la thèse : 01/10/2025


Funding category


Presentation of host institution and host laboratory


Candidate's profile

material science and engineering - mechanical properties of materials - fracture mechanics
elements of chemical science (CVD) - taste for experimental and numerical work

#J-18808-Ljbffr