Mesure des forces intercristallines à l'origine de la prise du plâtre par microscopie à force atomique

par Eric Finot

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Jean-Claude Mutin.

Soutenue en 1998

à Dijon .

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  • Résumé

    L'objectif de cette these etait de mesurer et d'identifier les forces intercristallines mises en jeu lors de la prise du platre par la technique de microscopie a force atomique (afm). Tout d'abord, le microscope a force atomique a ete utilise en tant que microscope pour l'etude de la topographie et de la reactivite des surfaces. L'utilisation en tant que machine de forces a necessite l'adaptation de l'afm par la substitution a la pointe afm d'un microcristal de gypse ou de platre. Une etude theorique des proprietes mecaniques de ces leviers tres flexibles a oriente le choix des leviers, et permis de deduire les potentiels de surfaces a partir des courbes experimentales. En solutions electrolytiques, la mesure entre cristaux de platre montre que l'adherence intervient seulement lorsque s'accelere la croissance des cristaux de gypse (hydrate du platre) en surface. Les forces de surfaces ont alors ete mesurees entre cristaux de gypse en variant les parametres suivants : 1. L'identite des faces cristallines en contact. 2. La concentration des solutions. 3. Le type d'ions de la solution 4. Le temps de mis en contact des cristaux. De gypse. La conclusion est que l'adherence se manifeste quelles que soient les faces du gypse concernees. Elle a pour origine des forces physiques (van der waals, correlation ionique) liees a la reactivite (mode de croissance des faces). L'augmentation de l'adherence est associee au developpement de l'aire de contact entre les cristaux. Dans l'air (en fonction du degre d'hygrometrie), les mesures de potentiel ont mis en evidence trois types de forces : les forces de van der waals, les forces electrostatiques et les forces de capillarite. Un phenomene particulier (rearrangement de matiere) a ete observe sur la face (010). Ces derniers resultats s'inscrivent dans la comprehension de l'evolution des proprietes mecaniques du platre durci lors du sechage ainsi que celle de l'abaissement de la resistance de celui-ci en atmosphere humide.


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  • Détails : 188 P.
  • Annexes : Bibliogr. 82 réf.

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