Etude de composés TI-B-N élaborés par dépôt sous vide. Relation entre microstructure, composition chimique et propriétés mécaniques

Cette etude a pour objectif l'elaboration et la caracterisation des depots Ti-B-N elabores par pulverisation cathodique magnetron dans le but d'une application industrielle telle que le revetement d'outils de coupe. Le diagramme de composition ternaire Ti-B-N est explore par copulverisation reactive d'une cible de Ti et de TiB2. Le domaine de composition chimique centre sur 55% at. de Ti, 15% at. B et 30% at. N presente les proprietes mecaniques optimales. Afin d'etudier plus precisement l'evolution de la microstructure et des proprietes mecaniques de ce domaine, des depots sont ensuite elabores par pulverisation cathodique magneton reactive d'une cible TiBx en modifiant l'azote. Le depot de composition chimique 55% at.Ti, 18,2% at.B et 26% at. N possede les meilleures caracteristiques mecaniques. Il correspond a une solution solide de B dans la maille TiN. L'influence du bombardement ionique est etudiee ce debit d'azote. Les proprietes tribologiques ne sont pas alterees par le bombardement ionique. Une relation densite du revetement-puissance du bombardement ionique est mise en evidence. En augmentant la teneur en azote dans les depots, le bore est ejecte de la maille TiN. Les revetements presentent une phase TiN stoechiometrique et une phase BN observee par MET. Les depots montrent alors une deterioration des proprietes tribologiques en presence de la phase BN ( fragilisation des depots ou reaction physico-chimique). Tous les depots Ti-b-N de structure type TiN ont une durete ekevee (4500Hv sous 50g). L'hypothese d'un nanocristaux TiN dans une matrice amorphe TiB2 permet de conclure a un mecanisme de durcissement structural.