Test de cavitation ultrasonore appliqué à la caractérisation des revêtements minces

1 - Contexte

2 - Description technique du test

• 2.1 - Phénomène de cavitation
• 2.2 - Érosion par cavitation
• 2.3 - Érosion par cavitation comme test mécanique
  Figure 1 - Images de microscopie électronique à balayage et optique, des endommagements produits à la surface de différents matériaux massiques par cavitation ultrasonore Figure 2 - Cinétique générale caractéristique de l’érosion d’un matériau massique lors d’un test de cavitation
• 2.4 - Relations entre résistance à la cavitation et propriétés mécaniques
• 2.5 - Test de cavitation ultrasonore
  Figure 3 - Répartition des bulles de cavitation dans une structure conique sous la sonotrode, en fonction de la puissance des ultrasons [24] Figure 4 - Photographies macroscopiques des endommagements produits sur des films de cuivre lors d’un test de cavitation ultrasonore à différents instants du test Figure 5 - Taux d'aire découverte en fonction de la durée de sollicitation pour des films métalliques de cuivre déposés sur un substrat de PET, dans le mode vibratoire et pour différentes distances échantillon/sonotrode

3 - Mise en œuvre du test

• 3.1 - Dispositif expérimental
• 3.2 - Les paramètres expérimentaux
• 3.3 - Caractérisation des endommagements
• 3.4 - Déroulement d’un test

4 - Exemples d’applications

• 4.1 - Adhérence de films minces d’aluminium
• 4.2 - Adhérence de films minces d’or et de cuivre
  Figure 6 - Endommagements produits par cavitation ultrasonore dans deux films minces d’or (200 nm d’épaisseur) pour une durée et une puissance de sollicitation identiques, déposés sur un substrat non adhérent lisse et un substrat rugueux
• 4.3 - Stabilité mécanique de revêtements nanoparticulaires
  Figure 7 - Images de microscopie électronique à balayage (à deux grandissements), de trous formés par cavitation ultrasonore dans un revêtement nanoparticulaire (multicouche de nanoparticules de silice de 200 nm de diamètre)
• 4.4 - Adhérence de revêtements organiques
  Figure 8 - Photographies montrant l’évolution des endommagements produits par cavitation ultrasonore sur un revêtement organique sur acier (disque de 18 mm de diamètre) (d’après [31])
• 4.5 - Adhérence de biofilms et cellules
  Figure 9 - Images de microscopie optique montrant le détachement d’un biofilm à proximité d’un microtrou (point noir indiqué par une flèche noire) d’où proviennent des microbulles de cavitation sous forme de nuage (indiqué par une flèche blanche) (d’après [32])

5 - Conclusion

6 - Glossaire