Comparaison de méthodes pour la détermination des contraintes résiduelles dans les revêtements électrochimiques
L’institut UTINAM*, comme de nombreux acteurs industriels ou académiques du domaine des matériaux, est souvent confronté à des incertitudes lors de l’évaluation des contraintes internes dans les revêtements. Petite histoire de la mise en œuvre de différentes techniques de mesure pour un revêtement de nickel obtenu par quatre voies d’élaboration différentes donnant lieu à des contraintes de valeurs et de sens différents…
Figure 1 : Effet des contraintes sur les revêtements a) en compression b) en tension [3].
Tableau 1 : Conditions expérimentales d’obtention des revêtements électrochimiques de nickel. La densité de courant en CP est une valeur moyenne Jm = 20 mA/cm² ; courant de pic Jc = 100 mA/cm² ; ton = 5 ms ; toff = 25 ms.
Figure 2 : Zones de mesures des contraintes par profilomètre pour des substrats de cuivre en lamelles d’épaisseur 51 µm et en plaques d’épaisseur 500 µm.
Figure 3 : Analyseur pour déterminer l’écartement U entre les bilames.
Figure 4 : Dispositif expérimental pour la détermination des contraintes par déformation d’un spiral (contractomètre).
Figure 5 : Représentation des contraintes en compression ou en tension pour la méthode par diffraction de rayons X.
Figure 6 : Principe des mesures des contraintes par diffraction de rayons X selon [15].
Figure 7 : Micrographies MEB des revêtements de Ni selon les différentes conditions.
Figure 8 : Courbe e = f (sin² y ) pour les conditions 1.
Figure 9 : Comparaison des contraintes résiduelles des dépôts de Ni sous 4 conditions opératoires et déterminées par quatre méthodes : profilomètre, bilames, contractomètre et DRX.
Tableau 2 : Contraintes résiduelles déterminées par profilométrie sur substrat de 51 µm (équation 1).
Tableau 3 : Contraintes résiduelles déterminées par profilométrie sur substrat de 500 µm (équation 1).
Tableau 4 : Contraintes résiduelles déterminées avec les bilames (équation 3).
Tableau 5 : Contraintes résiduelles déterminées par contractomètre (équation 4).
Tableau 6 : Contraintes résiduelles déterminées par diffraction des rayons X (équation 7).
Tableau 7 : Comparatifs entre les méthodes bilames et contractomètre [20].
Les derniers articles sur ce thème
