Les superpouvoirs des revêtements nanolaminés

Thomas Pardoen (UCLouvain – WEL Research Institute) et collaborateurs ont conçu un revêtement novateur aux propriétés mécaniques remarquables : un nanolaminé alternant des couches d’alumine amorphe (Al2O3) d’environ 100 nm et des couches encore plus fines d’aluminium. Ce matériau, créé par dépôt physique, repose sur la ductilité de l’Al2O3 amorphe à des épaisseurs inférieures à 100 nm. Pour créer un revêtement utile plus épais, ces couches minces ont été empilées avec l’aluminium qui assure des interfaces robustes avec l’alumine tout en offrant des capacités de dissipation d’énergie et d’arrêt des fissures.

Le résultat est un revêtement ultrafin (plus mince qu’un micromètre) offrant la meilleure combinaison de résistance (dureté), de ductilité (capacité à se déformer sans se rompre) et de ténacité (résistance aux fissures en présence de défauts). De plus, ce matériau profite de l’excellente résistance à la corrosion de l’alumine.

Le principal défi de cette recherche a été de déterminer avec précision les propriétés intrinsèques de ce revêtement et de ses couches individuelles, puis de les relier aux mécanismes physiques expliquant ces performances exceptionnelles. Pour ce faire, l’équipe a notamment utilisé l’approche brevetée de test nanomécanique sur puce de l'UCLouvain. Plusieurs applications sont envisagées, notamment dans des technologies exposées à des environnements difficiles, alliant corrosion, érosion, usure et chocs mécaniques.

Référence : Baral et al, Al2O3/Al hybrid nanolaminates with superior toughness, strength and ductility, Nat Commun (2025) 16:1355 

Illustration : Avec la permission de Thomas Pardoen