Le CNRC a fait l'acquisition, en 1968, d'un dispositif de pointe, un système de revêtement à pulvérisation au magnétron asymétrique avec capacité de dépôt à arc cathodique. Ce dispositif est utilisé pour la production de revêtements à l'échelle pilote et pour la R-D sur les nouveaux revêtements et processus pour une vaste gamme d'applications.

Chercheur retirant des éprouvettes du dispositif de dépôt en phase vapeur par procédé physique (PVD)

Le système de pulvérisation de base comprend quatre magnétrons asymétriques à haute intensité de champ, à configuration à champ fermé, montés symétriquement sur les murs verticaux d'une chambre cylindrique. Les substrats sont placés sur un porte-éprouvettes rotatif central. L'alimentation en courant des magnétrons et le potentiel appliquée aux substrats sont assurés par des sources de courant continu pulsé. Le débit du gaz réactif est contrôlée par un système de rétroaction à émission optique. Le fonctionnement du système de revêtement est entièrement informatisé.

Deux sources de dépôt à arc cathodique peuvent être substituées à un des magnétrons. Le système de revêtement peut alors fonctionner en mode « dépôt à arc cathodique » ou en une combinaison des modes « dépôt à arc cathodique » et « pulvérisation au magnétron ».

La densité de courant ionique élevée de ce système de revêtement permet d'obtenir, à de basses températures, des couches denses et non colonnaires ayant une bonne adhérence et de faibles contraintes internes.

Un certain nombre de types de revêtement peuvent être produits dans ce système, notamment :

métaux purs
combinaisons d'alliages
nitrures (TiN, ZrN, CrN, AlN, etc.)
carbures (TiC, WC, CrC, etc.)
nitrures ou carbures d'alliages (TiAlN, TiZrN, TiCrN, CrZrN, TiCN, etc.)
oxydes (oxyde d'aluminium, oxyde de titane, etc.)
carbone de type diamant, bisulfure de molybdène.

Il est aussi possible de produire des combinaisons multicouches ou des compositions progressives de composés choisis.

Il existe des outils d'évaluation du revêtement pour la mesure de l'épaisseur, la mesure de la microdureté, les tests d'adhérence et d'usure, l'analyse aux rayons X des structures et des contraintes internes des revêtements, ainsi que l'analyse microstructurale.

Caractéristiques techniques

Le système de revêtement Teer UDP 650/4 est un système de placage ionique par pulvérisation magnétron asymétrique à configuration à champ fermé qui possède les caractéristiques suivantes :

Dimensions de la chambre	650 mm de diamètre et 650 mm de hauteur.
Systèmes de pompage à vide	turbopompe moléculaire d'une capacité de 1 500 litres par seconde, aidée d'une pompe mécanique hybride (combinaison de pompes rotative et d'appoint (pompe Roots) ) d'une capacité de 250 m³/h, avec pompe Polycold pour le pompage rapide de la vapeur d'eau.
Alimentation en électricité	Trois unités de courant continu pulsé de 5 kW et deux unités en mode commuté de courant continu de 6 kW.
Porte-éprouvettes	Des porte-éprouvettes de type carrousel à deux axes sont disponibles. Les vitesses de rotation varient de 0 à 10 tours par minute.
Préchauffage et mesure de la température des éprouvettes	Une unité de préchauffage radiatif des éprouvettes est aussi disponible. La température des éprouvettes est mesurée à l'aide d'un pyromètre infrarouge.
Contrôle de l'atmosphère dans la chambre	Un spectromètre de masse à haute pression est utilisé pour contrôler le milieu ambiant de la chambre.
Sources de dépôt par arc cathodique	Les cathodes des arcs sont alimentées par des courants pouvant atteindre 100 ampères. Les opérations sont entièrement contrôlées par ordinateur.

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