Mouillabilité et travail d'adhésion des systèmes non-réactifs cuivre/céramiques à haute température

par Vincent Leroux

Thèse de doctorat en Science des matériaux céramiques et traitements de surface

Sous la direction de Jean-Claude Labbé.


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  • Résumé

    Dans le cas des systemes non-reactifs, la modelisation du calcul du travail d'adhesion (wa) etait initialement restreinte aux systemes metal/ceramique oxyde monocationique. Dans ce travail, nous avons essaye d'etendre les modeles existant aux ceramiques nitrures et oxynitrures du systeme si-al-o-n. L'etude bibliographique et les calculs thermodynamiques nous ont amenes a choisir le cuivre pur comme metal non-reactif. Ce travail theorique necessite de disposer de valeurs experimentales fiables de wa, ce qui implique la mesure precise et simultanee de l'angle de contact et de la tension de surface du liquide. La methode de la goutte posee a ete retenu. A partir d'images numeriques issues d'une camera ccd et d'un systeme de numerisation video, un programme de lissage des profils des gouttes a ete developpe puis valide experimentalement. L'observation et l'analyse des echantillons ont confirme la non-reactivite des systemes testes. Dans ces conditions, le travail d'adhesion de cu sur sept ceramiques du systeme si-al-o-n est de 185 15 mj/m#2. Nous avons ensuite propose une extension des modeles de chatain et de jianxin aux composes polycationiques et polyanioniques. Nos resultats montrent l'influence de l'anion et du caution sur l'interaction solide-liquide, traduite par l'augmentation de la valeur calculee de wa parallelement au caractere ionique de la ceramique. Finalement, nous avons essaye d'ameliorer les modeles actuels en faisant intervenir un terne supplementaire propre a la ceramique dans l'expression de wa. Ce terme fait appel a l'enthalpie molaire de formation et a l'encombrement interfacial molaire de la ceramique. Son intervention dans l'expression de wa reduit considerablement les ecarts entre les valeurs theoriques et experimentales du travail d'adhesion qui avait ete obtenus jusqu'alors.

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  • Détails : 130 p

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