Propriétés tribologiques de films minces nanostructurés
Abstract
Tribological properties of nanostructured thin films. In order to
determine the tribological properties of nanostructured thin layers of titanium and
titanium nitride with thicknesses of 300 nm, we have studied the influence of Berkovich
tip’s lateral displacement orientation and normal loading rate on friction properties.
For the hardest films (titanium nitride), we have showed that tip direction scratch does
not have any effect on tribological properties. A completely different behavior is
observed for titanium. For this last case, the measured lateral force is smaller when
the scratch test is carried out following forward tip direction. Concerning dynamics
effect on scratch measurements, we have established scaling laws for normal
displacement versus normal force. We have showed that the relevant parameter for
scratch measurements is the loading rate , deduced from these scaling laws. Thus,
during scratch tests, the lateral displacement speed must be adapted to the maximum
value of the applied normal load.
Afin de déterminer les propriétés tribologiques de couches minces
nanostructurées de nitrure de titane et de titane de 300 nm d’épaisseur, nous avons
étudié l’influence du sens de déplacement latéral d’une pointe Berkovich et du taux
de chargement normal sur le comportement en frottement. Pour les films les plus durs
(nitrure de titane), nous avons montré que le sens de déplacement latéral de la pointe
n’a aucun effet sur les propriétés tribologiques. Un comportement complètement
différent est observé pour les films les moins durs (titane). Dans ce dernier cas, la
force latérale mesurée est plus faible lorsque le scratch test est effectué vers l’avant
de la pointe. En ce qui concerne l’effet de la dynamique sur les mesures de scratch,
nous avons établi des lois d’échelle pour le déplacement normal en fonction de la force
normale. Nous avons montré que le paramètre pertinent pour les mesures est le taux
de chargement , déduit des lois d’échelle. Ainsi, durant les essais de rayures, la
vitesse de déplacement latéral doit être adaptée à la valeur maximale de l’effort normal
appliqué.