Abstract FR:

Les alliages légers d'aluminium ont un fort potentiel dans l'industrie automobile, mais leur mauvais comportement en usure et frottement les rend peu attractifs. Une solution pour améliorer ce comportement est d'effectuer une carburation de l'alliage en surface par traitement laser. Pour ce traitement, le faisceau d'un laser excimère KrF (??= 248 nm, ??= 25 ns) homogénéisé est focalisé sur la surface à traiter. L'échantillon est placé dans une enceinte à vide remplie d'un gaz carboné (CH4, C3H6) à une pression de 1 bar. L'interaction du faisceau laser avec la surface produit un plasma qui permet la dissociation du gaz en contact avec la surface, les espèces ainsi formées pénètrent dans le matériau et forment une couche de carbure d'aluminium Al4C3 sur 2 à 3 æm d'épaisseur. Cette étude présente les différents diagnostiques du plasma par imagerie et par spectroscopie d'émission. Des profils de concentration du carbone ont été mesurés par analyses nucléaires. Des analyses des structures et des phases cristallines ont été réalisées par diffraction de rayons X en incidence rasante, et par microscopie électronique en transmission et en balayage. Des tests de tribologie ont permis de montrer une amélioration des propriétés mécaniques des surfaces traitées. Les différentes techniques d'analyses employées au cours de cette étude nous ont amené à mieux comprendre les phénomènes de formation de la couche carburée et les différents mécanismes qui entrent en jeu lors du procédé. Ainsi nous avons pu proposer un modèle de formation de cette couche via un phénomène de transport du carbone par convection micro-thermocapillaire.