CARACTERISATION GLOBALE D'UN REACTEUR A PLASMA INDUCTIF - APPLICATION A UN PROCEDE DE TRAITEMENT DE POUDRES DE TITANE - PDF Download
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Author: OLIVIER.. CHAZOT
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Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
CE TRAVAIL DE THESE PRESENTE L'ETUDE DU TRAITEMENT DE POUDRES DANS UN REACTEUR A PLASMA INDUCTIF AUX DIMENSIONS DE PILOTE INDUSTRIEL (P = 100 KW, F = 3.5 MHZ, Q = 120 L/MIN A 1 ATM). LA CARACTERISATION DU REACTEUR EST DEVELOPPEE, SUIVIE D'UNE APPLICATION PARTICULIERE AUX POUDRES DE TITANE. EN PREMIER LIEU, L'ANALYSE DE LA CINEMATIQUE DES POUDRES EST MENEE PAR DES METHODES MACROSCOPIQUES, EMPRUNTEES AU GENIE DE LA REACTION CHIMIQUE, ET PAR UNE METHODE CLASSIQUE DE MESURES DE VITESSES. L'ETUDE DES TRANSFERTS THERMIQUES PRESENTE LES BILANS CALORIMETRIQUES DANS LE REACTEUR, UNE CARTOGRAPHIE THERMIQUE DE LA DECHARGE PAR UN THERMOMETRE A YTTRIUM ETALONNE PAR MESURES SPECTROSCOPIQUES, AINSI QUE LA MODELISATION NUMERIQUE DES ECHANGES THERMIQUES PLASMA-PARTICULES. POUR CHACUN DES ASPECTS DES TECHNIQUES MACROSCOPIQUES DE DIAGNOSTICS ADAPTABLES AU MILIEU INDUSTRIEL SONT MISES EN OEUVRES. LE DERNIER POINT TRAITE DES TRANSFERTS DE MASSES SPECIFIQUES A LA PURIFICATION DU TITANE DANS UNE VUE THERMODYNAMIQUE. ON DISCUTE ALORS DES LIENS ENTRE REACTEURS, REACTIONS ET PROCEDES.
Author: OLIVIER.. CHAZOT
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Languages : fr
Pages : 192
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CE TRAVAIL DE THESE PRESENTE L'ETUDE DU TRAITEMENT DE POUDRES DANS UN REACTEUR A PLASMA INDUCTIF AUX DIMENSIONS DE PILOTE INDUSTRIEL (P = 100 KW, F = 3.5 MHZ, Q = 120 L/MIN A 1 ATM). LA CARACTERISATION DU REACTEUR EST DEVELOPPEE, SUIVIE D'UNE APPLICATION PARTICULIERE AUX POUDRES DE TITANE. EN PREMIER LIEU, L'ANALYSE DE LA CINEMATIQUE DES POUDRES EST MENEE PAR DES METHODES MACROSCOPIQUES, EMPRUNTEES AU GENIE DE LA REACTION CHIMIQUE, ET PAR UNE METHODE CLASSIQUE DE MESURES DE VITESSES. L'ETUDE DES TRANSFERTS THERMIQUES PRESENTE LES BILANS CALORIMETRIQUES DANS LE REACTEUR, UNE CARTOGRAPHIE THERMIQUE DE LA DECHARGE PAR UN THERMOMETRE A YTTRIUM ETALONNE PAR MESURES SPECTROSCOPIQUES, AINSI QUE LA MODELISATION NUMERIQUE DES ECHANGES THERMIQUES PLASMA-PARTICULES. POUR CHACUN DES ASPECTS DES TECHNIQUES MACROSCOPIQUES DE DIAGNOSTICS ADAPTABLES AU MILIEU INDUSTRIEL SONT MISES EN OEUVRES. LE DERNIER POINT TRAITE DES TRANSFERTS DE MASSES SPECIFIQUES A LA PURIFICATION DU TITANE DANS UNE VUE THERMODYNAMIQUE. ON DISCUTE ALORS DES LIENS ENTRE REACTEURS, REACTIONS ET PROCEDES.
Author: CYRIL LOUIS CHRISTIAN.. DOUDOU
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Languages : fr
Pages : 225
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LA RECHERCHE TENTE DEPUIS PLUSIEURS ANNEES DE MULTIPLIER LES DEBOUCHES INDUSTRIELS POUR LES PROCEDES A PLASMA D'INDUCTION DE FORTE PUISSANCE. DANS LE DOMAINE DES MATERIAUX NOTAMMENT, CERTAINES APPLICATIONS SONT PROMETTEUSES. NOTRE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE D'UN PROCEDE A PLASMA INDUCTIF DEDIE AU TRAITEMENT DE POUDRES. NOUS DEVELOPPONS UNE DEMARCHE ORIGINALE S'APPUYANT SUR LA NOTION DE TRACEUR UTILISEE EN GENIE DE LA REACTION CHIMIQUE. IL S'AGIT D'INJECTER DANS LA DECHARGE DES MATERIAUX SELECTIONNES POUR LEURS PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES. AU COURS DE LEUR PASSAGE DANS LE PLASMA, ILS SUBISSENT UNE TRANSFORMATION TEMOIGNANT DE LEUR HISTOIRE THERMIQUE. APRES CARACTERISATION DES MATERIAUX, ON PEUT EN EMPLOYANT UNE METHODE STATISTIQUE, REMONTER AUX TEMPERATURES DE LA DECHARGE ET A LA DISTRIBUTION DES TEMPS DE SEJOUR DES POUDRES. DANS NOTRE ETUDE, CES DEUX PARAMETRES SE CONFONDENT EN UNE VARIABLE APPELEE TEMPS THERMIQUE, DONT LE CONCEPT A ETE PROPOSE PAR NAUMAN. LA MESURE DE CETTE VARIABLE DEMANDE LE DEVELOPPEMENT CONJOINT D'UNE SIMULATION NUMERIQUE ET D'UNE APPROCHE EXPERIMENTALE. NOTRE MODELISATION DE L'INTERACTION ENTRE LE PLASMA ET LES PARTICULES REPOSE SUR L'ETUDE DES PHENOMENES DE TRANSPORT DE CHALEUR ET DE MATIERE. NOUS EVALUONS ALORS L'HISTOIRE THERMIQUE DES PARTICULES DANS LA DECHARGE. EXPERIMENTALEMENT, UN PROCEDE DE MESURE BAPTISE THERMOMETRE A YTTRIUM, FOURNIT UN APERCU DE LA DISTRIBUTION DES TEMPERATURES DU PLASMA EN FONCTION DES CONDITIONS OPERATOIRES. NOUS OPTIMISONS AINSI LES CONDITIONS D'INJECTION. FINALEMENT, LES REPERCUSSIONS DES VARIATIONS DU REGLAGE DU PROCEDE SONT OBSERVEES SUR DES PARTICULES DE ZIRCONE POREUSE, TRACEUR RETENU. LES ANALYSES MONTRENT UNE IMPORTANTE HETEROGENEITE DANS LE TRAITEMENT, RESULTAT D'UNE DISTRIBUTION TRES LARGE DES TEMPS THERMIQUES DANS LE REACTEUR. LES CAUSES DE CETTE HETEROGENEITE SONT EXAMINEES, ET DES CONSEQUENCES SONT TIREES QUANT AUX LIMITES DES PROCEDES A PLASMA INDUCTIF DANS LE TRAITEMENT DES POUDRES.
Author: Jean Canteloup
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Languages : fr
Pages : 137
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ETUDE ET OPTIMISATION DES PERFORMANCES D'UN REACTEUR CHIMIQUE NON CONTAMINANT COMPORTANT UN CHALUMEAU A PLASMA INDUCTIF D'ARGON A PRESSION ATMOSPHERIQUE. LE REACTEUR EST DESTINE A ELABORER DES MATERIAUX REFRACTAIRES A PARTIR DE POUDRES ULTRAFINES DE SILICIUM ET D'ALUMINIUM. ON ETUDIE LA VAPORISATION DES POUDRES, LES REACTIONS CHIMIQUES DES VAPEURS PRODUITES AVEC LES AUTRES COMPOSES INTRODUITS A L'ETAT GAZEUX ET LA TREMPE DES PRODUITS DE REACTION. ON PREND EN COMPTE TOUS LES PARAMETRES QUI INTERVIENNENT DANS LA SYNTHESE CHIMIQUE POUR OPTIMISER LE PROCEDE
Author: Thierry Roger
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Languages : fr
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ANALYSE DES PROPRIETES CHIMIQUES ET PHYSIQUES DES POUDRES DE TITANE OBTENUES PAR LE PROCEDE. INFLUENCE DE LA COMPOSITION DU GAZ PLASMAGENE ET DE LA PURETE DU METAL DE DEPART
Author: Jean Canteloup (auteur d'une thèse de sciences.)
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Languages : fr
Pages : 250
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Author: Patrick Jolivet
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Languages : fr
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CE TRAVAIL A EU POUR OBJECTIF L'ETUDE DU TRANSFERT DE CHALEUR ET DE MANIERE DANS UN PROCEDE DE PURIFICATION D'EPONGE DE TITANE PAR PLASMA INDUCTIF. LES IMPURETES MAJORITAIRES, FER ET OXYGENE, ONT ETE ELIMINEES EN PRESENCE DE FLUORURES (LIF, NAF OU CAF#2) ET LE CONTROLE DU PROCEDE A ETE REALISE PAR UNE TECHNIQUE DE SPECTROSCOPIE D'EMISSION EN LIGNE. APRES TRAITEMENT, LE BILAN SUR L'ELIMINATION DES IMPURETES A ETE OBTENU PAR DES ANALYSES PAR ACTIVATION NEUTRONIQUE ET PAR MEB/EDXS. LES TENEURS RESIDUELLES EN ELEMENTS INTERSTITIELS (C, N ET O) ONT ETE DETERMINEES PAR ANALYSE DES GAZ DANS LES METAUX. AINSI, NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE L'EFFET BENEFIQUE DE L'AJOUT DE 1,5% DE LIF OU DE CAF#2 SUR L'ELIMINATION DU FER: LA TENEUR, INITIALEMENT DE 6400 G.G##1, A CHUTE DE 30 A 35% EN UNE SEULE FUSION ALORS QUE SEULEMENT 7% ONT ETE ELIMINES EN L'ABSENCE DE FLUORURES. LA SPECTROSCOPIE D'EMISSION SUR DES RAIES DU SODIUM ET DU CALCIUM A PERMIS D'ETABLIR DES CINETIQUES INDIQUANT QUE CES ELEMENTS SONT TOTALEMENT ELIMINES AU COURS DES SIX PREMIERES MINUTES DU TRAITEMENT PLASMA, QUEL QUE SOIT LE MODE D'INTRODUCTION DES POUDRES (PASTILLES OU INJECTION DIRECTE). LES HAUTES TEMPERATURES MESUREES DANS LA PHASE PLASMA (6500 K) ET A L'INTERFACE PLASMA-MATERIAU (5500 K), DETERMINEES PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION SUR DES RAIES CONVENABLEMENT CHOISIES DE L'ARGON, DU TITANE OU DU FER, PERMETTENT D'EXPLIQUER LA DIFFUSION RAPIDE DE CES IMPURETES VOLATILES. L'ELIMINATION PARTIELLE DES AUTRES IMPURETES, SOLUBLES DANS LE TITANE (FE ET O), A ETE INTERPRETEE PAR LA REACTION AVEC LES FLUORURES PUIS FORMATION D'ESPECES MIXTES (ILMENITE, PEROVSKITES), DE FLUORURE DE FER FEF#2 OU D'OXYFLUORURE TIOF#2. L'EFFET LE PLUS MARQUE A ETE OBTENU AVEC LES CATIONS DE DENSITE DE CHARGE ELEVEE: LI#+ ET CA#2#+. DES ESSAIS EN ATMOSPHERE CONTROLEE D'ARGON NOUS ONT PERMIS PAR AILLEURS DE CONSTATER L'ELIMINATION DE L'OXYGENE. CES CONSIDERATIONS NOUS ONT AMENE A PROPOSER UN REACTEUR OPTIMISE DE TRAITEMENT DE TITANE PAR PLASMA INDUCTIF, CONTROLE PAR SPECTROSCOPIE D'EMISSION, QUI PERMETTE L'OBTENTION DE TITANE PUR A PARTIR DE MATIERES PREMIERES D'ORIGINES DIVERSES
Author: DENIS.. GIRARDIN
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Languages : fr
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CETTE THESE SE DECOMPOSE EN TROIS PARTIES: LA PREMIERE EST CONSACREE A LA CONCEPTION ET A LA REALISATION D'UN REACTEUR A PLASMA. Y EST DETAILLE EGALEMENT LE MODE DE RECUPERATION DE LA POUDRE. LES POSSIBILITES DE L'INSTALLATION ONT ETE TESTEES EN FONCTION DES PARAMETRES, PRESSION, PUISSANCE ELECTRIQUE, COMPOSITION ET DEBIT DES GAZ, EN RELATION AVEC LA GRANULOMETRIE DE LA POUDRE. LES MATERIAUX TI, FE, CO, NI, CU, ZR, RU, AG ONT FAIT L'OBJET DE L'ETUDE. UNE SECONDE PARTIE CONCERNE PLUS PARTICULIEREMENT LA CARACTERISATION DE LA POUDRE. ON ABORDE DONC LA MESURE DE LA GRANULOMETRIE, DE LA CRISTALLINITE, DE LA PURETE CHIMIQUE ET DE LA PROPRETE DES SURFACES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION, DIFFRACTION DE RAYONS X, PHYSISORPTION ET SPECTROSCOPIE MOSSBAUER. LA DERNIERE PARTIE EST PLUTOT ORIENTEE VERS L'UTILISATION POTENTIELLE DE CES POUDRES DANS DES REACTIONS DE DIFFUSION A L'ETAT SOLIDE. ON Y DETAILLE, EN PARTICULIER, UNE APPROCHE PAR MECANOCHIMIE ET PAR TRAITEMENT THERMIQUE
Author: Nathalie Renevier
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Languages : fr
Pages : 218
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Les développements technologiques récents dans le domaine des décharges dites intensifiées ont permis de diminuer les pressions utilisées en nitruration assistée par des décharges diodes. L’objet de cette étude est de caractériser un nouveau procédé de nitruration assistée par un arc transféré. Celui-ci est basé sur une décharge d'arc à filament thermoémissif générée dans une chambre d'ionisation placée au dessus du réacteur de nitruration. Des anodes segmentées distribuées dans le réacteur permettent de créer un plasma basse tension (20-40 V) à fort courant (100-300A) dans des mélanges gazeux Ar-N2 et Ar-N2-H2. Un diagnostic du plasma mène par spectroscopie d'émission optique, a permis de déterminer les mécanismes d'excitation. En particulier, des résultats concernant la chimie en phase gazeuse des ions Ar+ et N2+ ont été mis en évidence. Une partie de cette étude est consacrée à l'analyse du plasma d'argon issus de la chambre d'ionisation, une seconde partie est consacrée à l'étude de la décharge d'arc dans différents mélanges gazeux (Ar-H2, Ar-N2, Ar-N2-H2 et Ar-N2-CH4). Ces résultats sont confrontés à ceux de l'analyse métallurgique d'échantillons en fer armco nitrurés au potentiel flottant et une corrélation entre l'intensité lumineuse des espèces excitées et la réactivité du fer a pu être mis en évidence. L’élaboration de couches nitrurées sur des substrats en acier AISI 316L, en aluminium et en titane a été abordée pour évaluer les potentialités du procédé. La nitruration de pièces en 316L pour différents temps de traitements à deux températures (310 et 410°C) et de pièces en titane (480°C-750°C) a permis de déterminer les cinétiques de croissance et les structures des couches de diffusion. La concentration superficielle en azote diminue avec la température même lorsque les caractéristiques du plasma ne sont pas modifiées ; ceci est probablement du à la recombinaison de l'azote à l'interface plasma-solide. L’influence de la polarisation des pièces en 316L et en aluminium a été étudiée afin de corréler les paramètres du procédé aux propriétés de surfaces ; en particulier, un compromis entre un décapage ionique efficace et une polarisation des pièces permet la formation d'une couche continue de nitrure d'aluminium sur l'aluminium
Author: Lucile Mage
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Languages : fr
Pages : 10
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Book Description
LE SUJET PORTE SUR LA CARACTERISATION D'UN REACTEUR PLASMA DE TYPE RCE DE GRANDE LONGUEUR. L'OUTIL DE DIAGNOSTIC EMPLOYE EST CONSTITUE D'UN ENSEMBLE DE SIX SONDES ELECTROSTATIQUES DE LANGMUIR REPARTIES LE LONG DU REACTEUR. DANS UNE PREMIERE PARTIE DU SUJET, NOUS AVONS PRESENTE LES DIFFERENTES ETAPES QUI ONT ABOUTI A LA MISE AU POINT DU SYSTEME AUTOMATIQUE D'ACQUISITION DE LA CARACTERISTIQUE I(V). AFIN DE POUVOIR UTILISER CE DIAGNOSTIC EN PLASMA DE DEPOT, NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A DEVELOPPER UN SYSTEME D'ACQUISITION RAPIDE (2000 POINTS EN 0.33S) AUQUEL EST ADJOINT UN MODULE DE DEGAZAGE. UN PROGRAMME DE TRAITEMENT NUMERIQUE DE LA CARACTERISTIQUE RECUEILLIE A ETE DEVELOPPE. GRACE A CE DIAGNOSTIC QUE NOUS AVONS TOUT D'ABORD, EMPLOYE EN PLASMA D'ARGON, NOUS AVONS REUSSI A MIEUX CERNER LE FONCTIONNEMENT PARTICULIER DE NOTRE REACTEUR. LA PRESENCE D'UNE PISTE MAGNETIQUE ASSURANT LE CONFINEMENT DES ESPECES CHARGEES INDUIT UNE DERICE DES ELECTRONS ET DES IONS LE LONG DU REACTEUR. NOUS AVONS CONSTATE QUE SEULE LA CONFIGURATION DU REACTEUR PERMETTANT A LA DERIVE D'ENTRAINER LES ELECTRONS DANS LE SENS DE L'ATTENUATION DE L'ONDE CONDUIT A UNE CONDITION DE DECHARGE RELATIVEMENT HOMOGENE EN DENSITE. DANS LA BONNE CONFIGURATION, UNE REPARTITION CORRECTE DE LA DENSITE LE LONG DE L'ANTENNE EST CONDITIONNEE PAR UN COUPLE PRESSION-PUISSANCE. POUR REALISER DES COUCHES MINCES, NOUS AVONS EMPLOYE UN COMPOSE ORGANOSILICIE, L'HEXAMETHYLDISILOXANE (HMDSO). UNE CONDITION DE DECHARGE RELATIVEMENT HOMOGENE EN DENSITE N'ENTRAINE PAS UN DEPOT AUSSI UNIFORME LE LONG DU REACTEUR. IL SEMBLE QUE LA CINETIQUE DE CROISSANCE NE SOIT PAS SEULEMENT CORRELABLE A LA DENSITE DES ELECTRONS MAIS AUSSI A LEUR ENERGIE. DE PLUS, L'AGENCEMENT ACTUEL D'UNE PART DU SYSTEME DE POMPAGE ET D'AUTRE PART, DU SYSTEME D'INTRODUCTION DE GAZ, NE FAVORISENT PAS L'HOMOGENEITE DES DEPOTS. LES ANALYSES INFRAROUGES N'ONT PAS MONTRE DE MODIFICATIONS SIGNIFICATIVES DE LA COMPOSITION DES FILMS.
Author: Thierry Czerwiec
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Languages : fr
Pages : 210
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Book Description
Des revêtements de titane et de nitrures de titane ont été élaborés par pulvérisation réactive d'une cible cylindrique en titane dans un plasma argon-azote-hydrogène à une pression de 10 Pa. La spectroscopie d'émission optique et les sondes de Langmuir ont été utilisées pour établir le diagnostic de la phase gazeuse. Les premiers instants de décharge sous argon pur sont caractérisés par la désorption thermique d'eau depuis les parois de l'enceinte de traitement. Nous avons corrélé les observations optiques aux caractéristiques des dépôts en considérant l'interaction entre la désorption de la vapeur d'eau, sa transformation éventuelle dans la phase gazeuse et la chimisorption de ce gaz sur les surfaces recouvertes de titane pulvérisé. L'émission des états excités du titane une fois ionisé est considérablement réduite quand de l'hydrogène est introduit dans la décharge de pulvérisation sous argon. Nous avons attribué ce phénomène à la destruction des états métastables de l'argon en ce qui entraine une diminution de l'efficacité du mécanisme d'ionisation penning dans l'espace inter-électrode. Nous avons étudié l'influence de la distance cible-substrat et du débit d'azote sur la nature des produits élaborés. Tant que le débit d'azote est suffisamment faible pour éviter la formation d'un composé sur la cible, l'essentiel de l'azote introduit dans le réacteur est consommé par réaction chimique avec les surfaces du système recouvertes de titane. L'application d'un modèle mathématique a permis de mieux comprendre les mécanismes se produisant lors de la pulvérisation. Nous montrons enfin que l'asservissement du débit de gaz réactif à l'émission d'une raie du métal pulvérisé est une technique particulièrement adaptée au contrôle des procédés d'élaboration de revêtements par pulvérisation réactive.
