TITANIA-COATINGS ON STRONGLY PASSIVATED SUBSTRATES

Résumé
L'oxyde de titane peut être déposé sur un substrat métallique, préoxydé par un traitement à la vapeur d'eau, par pyrolyse de l'alkoxyde correspondant. Pour obtenir une très bonne adhérence, les films d'oxydes de substrats fortement passivés doivent d'abord être enlevés, soit par des moyens mécaniques, soit par une attaque chimique ou, le cas échéant, l'un après l'autre. Il s'agit de substrats tels que l'aluminium, le titane, leurs alliages, des aciers inoxydables et de superalliages à la base de nickel ou de cobalt. Pour enlever totalement la couche de passivation sur l'acier inoxydable AISI 316L et des alliages similaires, il est nécessaire de faire une attaque chimique en phase vapeur. L'intense oxydation par la vapeur d'eau peut, dans ce cas, être remplacée par une oxydation moins violente ou, pour les alliages de titane, par une nitruration. Les substrats, mais spécialement leurs surfaces fonctionnelles, doivent auparavant être traités thermiquement afin d'abaisser le niveau de tensions internes dues aux différents traitements mécaniques. Il faut signaler une forte influence de la teneur en vapeur d'eau lors du procédé de déposition de l'oxyde de titane (taux de croissance et formation de poudre) ainsi que sur la résistance électrique des films résultants. Le contrôle de l'humidité du gaz porteur et du système de gaz est de grande importance.

Abstract
Titanium oxide can be deposited by pyrolysis of the corresponding alkoxide on metallic substrates after their preoxidation by water-vapor. To improve adhesion, the natural oxide film has first to be removed mechanically and/or chemically from the strongly passivated substrates, such as aluminium, titanium, alloys thereof, stainless steel and super-alloys. To completely remove the oxide film on AISI 316L stainless steel and similar alloys, chemical vapor etching is necessary. The preoxidation by water-vapor can then be replaced by a less intensive oxidation or, in the case of Ti-base materials, by a nitriding process. Substrates with high internal stress levels (e.g. after machining) may have to undergo previously a stress relieving treatment. The residual water-vapor in the process gas has a significant influence on the titania coating process (growth rate and powder formation) and on the resulting electrical resistance of the films. The control of residual humidity in the carrier gas and the gas system is of capital importance.