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Article

1 - MATÉRIAUX À MÉTALLISER

2 - TECHNIQUES CLASSIQUES

3 - TECHNIQUES ASSISTÉES PAR VOIE LASER

4 - TABLEAUX COMPARATIFS DES PERFORMANCES QUALITATIVES DES TECHNIQUES LASER

5 - MÉTHODES DE QUALIFICATION

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

8 - SIGLES ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : M1643 v2

Matériaux à métalliser
Métallisation sélective de surfaces par voie laser

Auteur(s) : Armel BAHOUKA

Date de publication : 10 déc. 2017

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RÉSUMÉ

La métallisation sélective des surfaces est un axe majeur de développement des techniques de protection et/ou de fonctionnalisation des surfaces. Ces dépôts améliorent les propriétés de conduction électrique et/ou thermique, et renforcent les potentiels mécanique ou chimique des surfaces. Cet article met en lumière les marchés et applications s’y référant. Les différentes voies et procédés de métallisation classiques par opposition à ceux utilisant des lasers sont abordés. Leurs principes, les technologies et outils associés sont décrits. Les méthodes et technologies de caractérisation des dépôts sont exposées et permettent de décrire les performances relatives de chaque technique de métallisation.

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Auteur(s)

  • Armel BAHOUKA : Docteur en physique de l’Université Paul Verlaine de Metz - Chef de projet à IREPA LASER, Illkirch, France

INTRODUCTION

Peu de matériaux sont ductiles, électriquement ou thermiquement conducteurs, ou présentent l’aspect brillant des métaux. Or, il est des domaines de plus en plus nombreux (plastronique, emballage, textiles intelligents, cosmétique), où ces propriétés spécifiques sont nécessaires sur tout ou partie de la surface de certains dispositifs. La métallisation sélective des surfaces permet de concilier ces objectifs a priori antagonistes. Il s’agit d’un ensemble de techniques (mécaniques, physiques et/ou chimiques) qui confèrent à la surface d’un substrat métallique ou non certaines propriétés spécifiques des métaux. L’intérêt économique de ces techniques est qu’avec une quantité relativement faible de métal, il est possible de combiner à la surface du substrat, des propriétés a priori exclusives de celui-ci et du métal. Il est ainsi possible de renforcer mécaniquement des matériaux ultrafins tout en conservant leur souplesse ou de rendre électriquement conductrices les surfaces de matériaux isolants.

Ces techniques permettent aussi de protéger de la corrosion, de créer des dispositifs électriques passifs (puces RFID) ou actifs (capteurs). La compatibilité physico-chimique des matériaux avec la technologie choisie influera sur le dépôt. Celui-ci sera évalué par rapport à son adhésion, sa morphologie, son aspect et ses propriétés électriques. Outre le coût, industriellement, les paramètres clés sont la précision, la capacité et l’environnement à mettre en œuvre. Ce qui suit est une revue des méthodes et techniques (physiques, chimiques, directes ou indirectes) de métallisation des surfaces. Les performances de chacune des techniques exposées sont développées. Cet article pourra servir à orienter les choix techniques des utilisateurs en tenant compte du potentiel de la méthode, des contraintes qu’elle implique et de l’application visée.

Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes utilisés ainsi qu'un tableau de sigles et symboles.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m1643


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1. Matériaux à métalliser

1.1 Principes de la métallisation des surfaces

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1.1.1 C’est quoi métalliser ?

Métalliser une surface consiste à lui appliquer un revêtement métallique homogène, uniforme, résistant et durablement adhérent. Le matériau métallisé est alors recouvert d’un film métallique dont l’épaisseur dépend notamment de l’objectif de performance visé et de la technique de métallisation. La qualité de la métallisation dépend de l’homogénéité, de l’uniformité et de l’adhésion. On peut juger de la qualité d’une technique de métallisation sur la base de ces trois critères prioritairement. Ensuite, peuvent entrer en ligne de compte des considérations d’ordre fonctionnel, économique et esthétique.

HAUT DE PAGE

1.1.2 Pourquoi métalliser ?

D’une manière générale, la métallisation d’une surface est réalisée pour conférer au matériau traité des propriétés propres au métal déposé et/ou pour augmenter celles du substrat métallisé. Par exemple, il est possible de rendre électriquement conducteurs des matériaux isolants en les métallisant : la couche métallique déposée confère des propriétés de conduction électriques que l’isolant n’a pas nativement.

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1.1.2.1 Point de vue technique

D’un point de vue technique, la métallisation confère au substrat les propriétés de résistance des métaux ajoutés. En effet, métalliser un plastique par exemple peut le rendre plus résistant mécaniquement. De même, le dépôt d’un métal noble sur la surface d’un substrat sensible peut agir comme une couche anticorrosion et ce, tant que ce dépôt reste...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  Projection thermique métallisation. © Sofiplast – http://www.sofiplast.fr/revetement_projection_thermique.php.

  • (2) -   *  -  Fonctionnalité apportée par la technologie JetMetalTM : Blindage électromagnétique. © JetMetal Technologies – http://jetmetal-tech.com/fonctionnalisation/domaines-dactivite-2/automobile/.

  • (3) -   *  -  Metallizedceramics. © Société Innovacera – https://www.innovacera.com/product/metallized-ceramics.

  • (4) -   *  -  Fonctionnalité apportée par la technologie JetMetalTM : Conduction de surface. © JetMetal Technologies – http://jetmetal-tech.com/fonctionnalisation/domaines-dactivite-2/electronique/.

  • (5) -   *  -  Luxe et décoration : pièce d’aviation. © ProdecMetal – http://www.prodec-metal.com/index.php/fr/traitement-de-surface/luxe-et-decoration-prodec-metal.html.

  • ...

1 Sites Internet

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