Les couches minces sont utilisées dans un nombre important de domaines industriels comme les Micro- et Nano- Technologies (MNT) ou les traitements de surfaces. Elles peuvent être utilisées soit comme couches de structure, soit pour apporter des fonctions de protection ou de fonctionnalisation à des surfaces. On distingue généralement deux types de couches minces : les couches minces déposées et les couches minces autoportantes. L'objectif du travail présenté dans ce manuscrit est de développer des méthodes de caractérisation mécanique du comportement élasto-plastique des couches minces autoportantes et déposées. Dans un premier temps, nous présentons un essai de microtraction à même de travailler sur des couches d'épaisseur 750 nm et les moyens techniques associés. Les outils développés ont permis de caractériser les propriétés élasto-plastiques et l'endommagement mécanique des couches minces autoportantes. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à la mise en œuvre de méthodes d'identification paramétrique associées à des essais d'indentation instrumentée dans l'optique de caractériser le comportement mécanique des matériaux en couches minces déposées. Les systèmes caractérisés dans cette étude sont des multicouches Au-NiCo d'épaisseur totale 22 µm et des couches minces d'aluminium élaborées à partir de plusieurs procédés dont les épaisseurs sont comprises entre 1 et 1,5 µm. |
Thin films are used in various industrial fields such as Micro- and Nano- Technologies (MNT) or surface treatments. They can be used either as structural layer or they can provide protection or functionalization to surfaces. Two kind of thin film are usually considerate: freestanding thin films and coating. The purpose of the present work is to develop method allowing characterization of the mechanical behaviour of freestanding thin films and coatings. In a first phase, micro-tensile test that can characterize films as thin as 750 nm and the associated technical means are presented. These tools enable to characterize elasto-plastic behaviour and mechanical damage characterization tool for freestanding thin films. In a second phase, the implementation of parametric identification methods associated with instrumented indentation tests in order to characterize elasto-plastic behaviour of thin coatings is discussed. The films characterized in this study are multilayers Au-NiCo with a total thickness of 22 µm and aluminium thin films elaborated from various processes with thicknesses varying from 1 to 1.5 µm. |