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LES DÉPÔTS PAR PHASE VAPEUR

Les dépôts par phase vapeur se divisent en deux grandes catégories : Les dépôts chimiques par phase vapeur (CVD, Chemical Vapor Deposition) et les dépôts physiques par phase vapeur (PVD, Physical Vapor Deposition). Les deux technologies sont proches et se divisent elles-mêmes en sous catégories. Le principe consiste à placer la pièce à traiter (substrat) dans une chambre de réaction sous vide. Le substrat est chauffé (entre 700°C et 1000°C pour les CVD, entre 200°C et 450°C pour les PVD). Un ou plusieurs éléments (précurseurs) sont alors introduits à l’état gazeux dans la chambre de réaction. Les précurseurs peuvent être de différentes natures : Silicium, carbone, tungstène, or etc.

Dans le cas des traitements CVD, une réaction chimique se produit entre le substrat et les précurseurs qui fusionnent chimiquement garantissant une excellente tenue du traitement. Quant aux traitements PVD, les couches de précurseurs se déposent physiquement à la surface du substrat par condensation.  Si les CVD offrent une meilleure tenue, les hautes températures qu’ils nécessitent en limitent l’usage.

Selon les précurseurs choisis, les dépôts par phase vapeur permettent de protéger le substrat de la corrosion, d’en durcir la surface, d’en modifier le coefficient de frottement ou sa conductivité électrique. La gamme de couleurs applicables est beaucoup plus vaste que celles offertes par les autres traitements de surfaces et ne cesse de s’élargir.  Les domaines d’applications horlogers sont vastes et les traitements par dépôts par phase vapeur sont utilisés pour l’habillage, le mouvement et l’outillage. Selon les précurseurs et la méthode choisie, le procédé peut prendre diverses appellations. Ainsi, on utilise l’appellation DLC (Diamond Like Carbon) pour un traitement PVD dont le principal précurseur est un carbone amorphe apprécié pour sa dureté.

C’est en 1954 que le procédé CVD est breveté. Son but est alors de parvenir à produire un diamant de synthèse par croissance. C’est seulement deux ans plus tard que sera produit, par cette technologie, le premier diamant de synthèse. Les diamants de synthèse sont aujourd’hui encore produits selon ce procédé à raison de milliards de carats chaque année. Si cette production ne se substituera probablement jamais aux diamants naturels pour un usage joaillier, les diamants de synthèse trouvent des applications industrielles et technologiques multiples. En horlogerie, la synthétisation du diamant concerne principalement l’outillage (outils de coupe, diamantage). Les CVD et les PVD ne vont dès lors cesser de se développer et, selon les précurseurs mis en œuvre, trouveront des domaines d’application quasi illimités. Des poêles à frire aux instruments chirurgicaux, les dépôts par phase gazeuse sont devenus omniprésents. C’est à partir de 1995 que les horlogers se sont appropriés ces technologies, d’abord pour les composants d’habillage (boites), puis pour l’ensemble des composants d’une montre (cadrans, mouvements, aiguilles etc.). Les propriétés, physiques, mécaniques et esthétiques de tels traitements, la gamme de couleurs, quasi infinie, qu’ils autorisent sont d’un attrait majeur et il est vraisemblable que ces nouvelles technologies se substitueront totalement, et dans un proche avenir, aux traitements galvaniques traditionnels (dorage, plaquage, rhodiage).

Avantages :

Protection contre la corrosion

Permettent de modifier la dureté du substrat en surface

Permettent de modifier le coefficient de frottement

Palette de couleurs et de précurseurs (quasi) illimitée

Ne nécessitent pas un substrat conducteur en électricité

 

Inconvénients :

Technologie de pointe impliquant savoir-faire et infrastrustures onéreuses

Substrat devant résister à des températures élevées

Ne permettent pas de décapage (reconditionnement)