Surface Defect Visibility on Low-Emissivity Coatings After Heat Treatment

La consommation et la gestion de l'énergie gouvernent notre monde. Les revêtements à faible émissivité (« lowe coatings ») sont un type de revêtement fonctionnel déposé sur le verre architectural, destiné à être utilisé sur des fenêtres, tant pour des applications résidentielles que non résidentielles. Ils filtrent essentiellement les radiations infrarouges entrantes et sortantes des bâtiments, rendant ainsi la fenêtre plus thermiquement efficace et réduisant simultanément les coûts liés au chauffage et à la climatisation qui découlent de la mauvaise isolation typique des fenêtres non revêtues. Les revêtements à faible émissivité existent déjà depuis quelques décennies maintenant et se présentent, sous leur forme optimale, comme une série de couches extrêmement minces disposées dans une configuration diélectrique/métal/diélectrique. L'utilisation d'une fine couche métallique, le matériau le plus utilisé étant l'Ag pour ses propriétés optiques favorables dans les régions infrarouge et visible, est essentielle dans la conception du revêtement final. Ce verre revêtu doit être « trempé », c'est-à-dire traité thermiquement à haute température pendant de courtes périodes afin d'obtenir un verre renforcé thermiquement qui peut être utilisé en toute sécurité pour les bâtiments. Cependant, entre le dépôt du revêtement et le processus de trempe du verre, des défauts peuvent être générés à la surface des revêtements lors de la manipulation manuelle et robotique, du nettoyage et du polissage des produits. Sous l'effet du traitement thermique, ces défauts, qui peuvent être complètement invisibles avant le traitement, peuvent devenir très visibles, pouvant mener au rejet total du produit et rendant le contrôle de la qualité des produits difficile à gérer. Cette étude défini ces objectifs autour de cette problématique: reproduire des défauts de rayures visibles sur les revêtements, développer des techniques pour observer et quantifier l'apparition de défauts sur les revêtements avant et après le traitement thermique (HT), et proposer un modèle de dégradation pour l'intensification des défauts observés après le traitement thermique. L'analyse microstructurale et chimique, à l'aide de la microscopie AFM, SEM, TEM et des images EDS, a révélé différents modes de défaillance sur les échantillons après les tests de rayures. Des cas de déformation plastique, de fissuration par traction, ainsi que de délamination partielle et totale ont été observés sur les échantillons testés, variant en occurrence et en densité en fonction de la charge appliquée lors des tests de rayures.