Les méthodes de traitement de surface en tribologie impliquent diverses techniques visant à améliorer les performances et la durabilité des matériaux dans des conditions de frottement et d'usure. Ces méthodes comprennent le revêtement de surfaces solides, le prétraitement mécanique, le traitement au laser excimer, la liaison mécano-chimique et le rayonnement laser.
Revêtement de surface solide : Cette méthode consiste à appliquer des couches minces de matériaux tels que les carbures, les siliciures, les nitrures et les borures sur la surface des composants. Ces revêtements améliorent la résistance à l'usure, réduisent le coefficient de frottement et renforcent la résistance à la corrosion. Les revêtements en carbone de type diamant (DLC) sont particulièrement appréciés pour leur dissipation de la chaleur, leur dureté, leur isolation électrique et leur résistance aux températures élevées et aux rayonnements à haute énergie. Ils sont également utilisés dans les applications biomédicales pour améliorer l'ostéointégration et les propriétés d'adhésion.
Prétraitement mécanique : Ce processus comprend généralement le meulage et le polissage, qui peuvent introduire des irrégularités de surface telles que des rayures, des rainures et des crêtes. Ces irrégularités peuvent affecter la topographie du film mince déposé, ce qui influe sur ses performances. Le prétraitement mécanique est essentiel pour préparer les surfaces à un traitement ultérieur et peut être suivi de raffinements supplémentaires tels que la purification et le revêtement avec des matériaux tels que le carbure de silicium.
Traitement au laser excimer : Cette méthode utilise des lasers tels que l'ArF, le KrF ou le XeCl pour traiter les matériaux, en particulier les polymères comme le PTFE. Le traitement peut provoquer la photodécomposition de substances gazeuses, entraînant la formation d'atomes ou de groupes actifs qui modifient la surface du matériau. Ce processus peut réduire la teneur en fluor de la surface, augmentant ainsi l'énergie de surface et l'hydrophilie. Le traitement au laser Excimer est très sélectif et durable, ce qui en fait un choix populaire pour la modification des surfaces.
Liaison mécano-chimique : Cette technique consiste à frotter une surface de polymère recouverte d'adhésif pour dégrader mécaniquement la surface et former des radicaux libres macromoléculaires. Ces radicaux forment ensuite des liaisons covalentes avec les molécules de l'adhésif, ce qui renforce la force d'adhérence du joint. Le collage mécano-chimique est rentable, simple et améliore la durabilité du collage.
Méthode par rayonnement laser : Cette méthode consiste à placer du PTFE dans des monomères polymérisables et à les irradier avec du Co-60 pour greffer chimiquement et polymériser une couche de polymère greffé sur la surface du PTFE. Ce processus rend la surface rugueuse, ce qui augmente la surface et la force d'adhérence. Bien que cette méthode soit simple et rapide, la surface modifiée peut avoir une faible durabilité et la source de rayonnement peut être nocive pour l'homme.
Chacune de ces méthodes de traitement de surface offre des avantages et des applications uniques, en fonction des exigences spécifiques du système tribologique, telles que la résistance à l'usure, le frottement et les facteurs environnementaux.
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