LES TRAITEMENTS DE SURFACES PAR VOIE SECHE
(Technologie plasma sous-vide et atmosphérique, implantation ionique).
PILOTES : Materia Nova et le CRITT-MDTS
La surface est le media par lequel un objet interagit avec le monde extérieur. Ces interactions peuvent être diverses comme la couleur, la résistance à l’usure ou à l’impact, l’affinité avec les liquides ou les gaz, etc, … Modifier de manière contrôlée la surface d’un objet revient donc à contrôler ses interactions avec le monde extérieur. On peut ainsi diminuer ou promouvoir des interactions déjà existantes ou apporter de nouvelles fonctionnalités permettant de nouvelles interactions avec l’extérieur. Actuellement, ces modifications de surfaces se font généralement par ajout d’un matériau sous forme de couches minces à la surface du matériaux . La couche déposée présente dans ce cas les propriétés adéquates pour obtenir l’interaction souhaitée. Les technologies plasmas sont en général reconnus comme procédés verts. En effet, ils n'utilisent aucun solvants et présentent des rejets très faibles et non toxiques.
Fonctionnalisation, préparation (contrôle de l'énergie de surface)
Dépôt de couches organométalliques (SiOx, SiCOx)
Métallisation des polymères
Dépôt de couches hautes qualités pour application tribologique.
Dépôt de couches décorative et optique
Modification de la tribologie des surfaces sans dépôts (dureté, anti-friction, résistance à l'usure) des métaux, polymères et céramiques
XPS, SIMS, ICP
SEM, SEM-FEG, TEM,DRX, XRF
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THEMES DE RECHERCHE ET REALISATIONS
Modification de surface des polymère par exposition à un plasma atmosphérique. Nettoyage des surfaces par oxydation des résidus carbonés permettant l'étalement de la peinture sur le polymère. Greffage de fonctions réactives pour l'amélioration de l'adhérence des peintures base aqueuse.
Actuellement, la technique du chromage dur est la plus répandue pour augmenter la résistance à l’usure des pièces en acier. Cependant, le chrome hexavalent est cancérigène et nocif pour l’environnement. Il est donc interdit depuis 2017. L’utilisation du plasma basse pression pour revêtir les pièces d’acier permet d’obtenir des pièces dures avec un bon coefficient de frottement et une bonne résistance à la corrosion. Ainsi cette dernière technique est l’une des solutions de substitution au chrome 6+.
Le revêtement de pièces creuses par technologie sous vide reste un challenge. Le traitement étant très directionnel, le transport de matière et donc la possibilité de revêtir des zones présentant un ombrage important (comme une cavité) est un challenge. Dans ce cadre l’UD 1 à développer une technique permettant de traiter ces zones en créant le plasma dans la cavité. En utilisant cette approche il est dès lors possible d’obtenir un traitement homogène sur l’entièreté de la surface de la cavité.
L’amélioration de la résistance à l’usure de pièce utilisée dans des système d’usure est souvent apportée par la réalisation d’un coating en surface de celui-ci. Cependant l’apport de matière peut amener des problèmes de dimensionnement ou des risques de délamination du revêtement en utilisation sous contrainte d’usure. L’amélioration de la résistance à l’usure peut être apporté soit une augmentation de la dureté, une diminution du coefficient de frottement ou une combinaison des deux.
Le dépôt de coating en voie sèche sur certaine géométrie reste un défi. Les technologies de dépôt plasma présentent en effet un caractère directionnel qui oblige à exposer toutes les faces à recouvrir à la vapeur par mise en mouvement des pièces. Dans le cas de cavités comme des tubes ces technologies étaient inadaptées avant que Materia Nova adapte la technologie de dépôt. D’autre part dans cette réalisation est faite la preuve de pouvoir recouvrir l’intérieur de cavité avec un coating transparent et de manière résolue spatialement.
La désinfection des matériaux est un sujet majeur de notre société. La récente épidémie de coronavirus a démontré l'importance de prendre des mesures sérieuses pour contenir la propagation d'une infection. Dans la propagation d’épidémie, les surfaces peuvent être des sources importantes d'agents pathogènes pouvant résister dans l'environnement. Les surfaces telles que les poignées de porte, les mains courantes ou les masques de protection touchés par des personnes infectées peuvent représenter un niveau de risque élevé pour la transmission virale. Si les méthodes de décontamination existent, celles-ci ne peuvent pas toujours être utilisées sur tous les supports car non transportable ou utilisant des paramètres non compatibles avec les matériaux ‘température, agents chimique). Les torches plasma à air sont dès lors des solutions intéressantes pour ces applications de désinfection.