Cette thèse CIFRE est réalisée dans le cadre du laboratoire commun CETIMAT entre le CETIM et le CIRIMAT. Elle a pour objectif le développement de revêtements céramiques issus de la voie sol-gel permettant l'amélioration du comportement tribologique d'un acier inoxydable. La mise au point d'un revêtement mono-composant alumine ou silice est dans un premier temps développé. La compréhension des mécanismes chimiques liés à la formation du revêtement ainsi que l'analyse du comportement tribologique démontrent la nécessite d'incorporer un lubrifiant au revêtement Al2O3 capable de réduire l'usure. Le choix est fait d'apporter des espèces carbonées au sein de la matrice oxyde, afin de lubrifier le contact. Sont étudiées, en parallèle, et comparées différentes possibilités d'incorporation de carbone afin d'obtenir le système le plus performant.
-L'obtention d'un revêtement mixte Al2O3/SiO2 par utilisation de précurseurs d'alcoxydes de silicium fonctionnalisés permet, par un traitement thermique adapté, la formation d'espèces carbonées in-situ dans le réseau oxyde.
-L'utilisation dans le sol d'un polymère additionnel venant s'intercaler autour du réseau oxyde est capable de former ex-situ des espèces carbonées.
-Et enfin, l'incorporation directe dans le sol de différentes charges carbonées (graphite, nanotubes de carbone) qui permet le développement de revêtements composites multi-fonctionnels
La corrélation entre le comportement tribologique et la composition chimique permet de déterminer le rôle prépondérant joué par le carbone. A l'issue de ces travaux, un revêtement mixte chargé permettant d'améliorer considérablement le comportement tribologique d'un acier inoxydable en réduisant son usure et son coefficient de frottement, a été proposé. |