Procédés de traitement de surface par voie sèche pour l'aéronautique - Chantier AéroSurf (2020-2021)
←
→
Transcription du contenu de la page
Si votre navigateur ne rend pas la page correctement, lisez s'il vous plaît le contenu de la page ci-dessous
Chantier AéroSurf (2020-2021)
Procédés de traitement de surface par voie sèche
pour l’aéronautique
25/02/2020 1
Principes du procédé CVD (Chemical Vapor Deposition)
Atomic Layer Deposition
(ALD)
Gaz réactif Gaz réactif
1st precursor
Gaz réactif
Gaz réactif
Activation des réactions chimiques
par voies thermique (CVD) ou plasma (PECVD)
Purge Purge
Gaz réactif
Gaz réactif
2nd precursor
Dépôt sur le(s) substrat(s)
sous forme de couches minces ou de nanomatériaux Dépôt de couches nanométriques très conformes
même sur substrats complexes
25/02/2020 2
Substrats: wafers, poudres ou objets 3D complexes
Chantier AéroSurf
Résumé des objectifs
CVD
Lieu de réflexion,
Explorer les potentialités de ces procédés
d’information et d’échanges
Substrats plans
Accroitre leur visibilité Poudres
Objets complexes (Aerosol Identification des verrous
CVD en lit assisted) technos en regard
fluidisé notamment issus de
fabrication additive PECVD des spécifications industrielles
Pour applications
aéronautiques et spatiales
Proposition de projets
IRT, STAE, Région, ANR, Europe ou industrie
ALD
25/02/2020 3
Procédés en voie sèche assistés par aérosols
PROJET VIMA 3 verrous principaux
Réacteur-injecteur de nanoparticules*
méthode safer-by-design
Réacteur
Injecteur
Etude des aérosols ?
Voie sèche
PECVD
Transfert vers des procédés
Effet de la pression ? CVD ALD haute température ?
Partenaires
Etc…
25/02/2020 4
* Process for the preparation of nanoparticles. Y. Champouret, M. Kahn, R. Clergereaux, C. Vahlas, A.-F. Mingotaud, patent (2016)
Al2O3 ALD from TMA and water
*ALD alumina encapsulation layer for PV cells and OLED
*ALD ideal behavior not always satisfied, in particular on large size wafers (industrial
reactors) and to deposit ultra thin films
Deposit under the form of islands and creation of interdiffusion zones
Development of models from the surface site bonds scale to the reactor scale
and of substrate pre-treatments to reduce these drawbacks
Experiment
Å
Simulation Å
Loading Loading
Door Door
Comparison between exp. and simulated GPC on 10 cm Si wafers
25/02/2020 Gakis et al., Chem. Eng. Sci. (2019) 5
Gas flow profile Gakis et al., Chemical Engineering Research Design (2018)
CVD, PECVD ou ALD en lit fluidisé
FBCVD
CVD, PECVD ou ALD FBPECVD
FBALD
Dépôt uniforme
de couches
minces ou de
nanomatériaux
sur poudres
Thèse de F. Vanni
Fluidisation
Existence
d’excellents
transferts
thermiques et
Thèse de P. Lassègue
de matière
entre la
poudre et le
gaz 6
25/02/2020
Entrée gaz
Chantier AéroSurf
Procédés en voie sèche
Technologies le plus souvent en une étape,
économiques et écologiques
CVD
Gamme opératoire très large en
température (de 20 à 1000°C)
et en pression (de 10 à 105 Pa)
Nature des dépôts très
variée (métaux, polymères, (Aerosol
CVD en céramiques, …) assisted)
lit
fluidisé Type de substrats très PECVD
large (métaux, composites,
plastique, tissu, papier, …)
Procédés déjà industrialisés
(micro-nanotechnologies, horlogerie,
PV, fabrication du verre, …)
Potentialités à explorer
pour des applications aéronautiques
parfois pour traiter de grandes surfaces ALD et spatiales
25/02/2020 7
Chantier AéroSurf
Thèmes d’intérêt
(liste non exhaustive…)
• Dépôt sur poudres (par exemple dépôt de métal sur poudres polymères) pour réaliser des pièces par compression,
injection, moulage ou fabrication additive, ou pour utiliser ces poudres dans des procédés en voie humide
(projection, électrophorèse ou oxydation micro-arc )
• Revêtement de pièces complexes comportant des cavités ou tubulures étroites (en particulier issues de FA)
pour leur conférer de nouvelles propriétés
• Traitement de surface de matériaux composites thermosensibles
Fonctionnalités visées : isolation électrique, protection anti-feu, création de barrières contre la corrosion,
les radiations spatiales et envers des environnements chimiques et thermiques agressifs, …
• Thèmes transversaux : - Etude et maîtrise des interfaces substrat/dépôt
- Durabilité des propriétés des dépôts
25/02/2020 8
Chantier AéroSurf
Résumé des actions envisagées
Animation scientifique
Industriels de
l’aéronautique Invitations de chercheurs
Organisation d’un
et du spatial d’autres labos (IEM,
workshop en 2021
PROMES, IRCER, …)
Région Occitanie
Pôle Aerospace
Valley
Fédération Fermat CNES
Thème Matériaux et
Applications
Financement de 2 stages Courts séjours de
Master en 2021 collègues étrangers
25/02/2020 9
Chantier AéroSurf
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
brigitte.caussat@ensiacet.fr
25/02/2020 10Vous pouvez aussi lire
