Etude des decharges electriques a la pression atmospherique dans leur trasition d'un regime filamentire a un regime homogene. Interaction avec les isolants organiques

par GAMAL GOUDA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Françoise Massines.

Soutenue en 1999

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    A la pression atmospherique, les decharges electriques controlees par barriere dielectrique sont normalement des decharges filamentaires. Recemment, une decharge luminescente constituee d'un seul canal de decharge couvrant uniformement toute la surface des electrodes a ete obtenue a la pression atmospherique dans l'helium. Ce nouveau regime de decharge est tres interessant pour le traitement de surface des polymeres car il est susceptible d'induire des transformations de surface beaucoup plus homogenes et controlees qu'une decharge filamentaire. L'objectif de cette these etait double : d'une part definir les mecanismes de transition entre les regimes filamentaire et luminescent des decharges controlees par barriere dielectrique, et d'autre part contribuer a une meilleure determination des especes actives de la decharge agissant sur la surface. Pour atteindre ces objectifs, le gaz et la surface ont ete etudies simultanement. Deux polymeres ont ete envisages, le polypropylene pour augmenter l'energie de surface et le polyethylene terephtalate pour ameliorer l'adhesion. L'etude a commence dans l'helium, ou les regimes filamentaire et luminescent ainsi que la transition entre ces deux decharges ont ete consideres. Ensuite, les conclusions ont ete etendues a l'azote, ce qui a permis d'obtenir une decharge luminescente dans ce gaz. A partir de la mesure du courant, des spectres d'emission et de photographies a court temps de pause de la decharge, il a ete montre que le regime depend de la densite d'electrons germes dans le gaz lors de l'amorcage et que le mecanisme a l'origine de l'auto-entretien du regime luminescent a la pression atmospherique est l'emission d'electrons secondaires a la cathode. Les decharges controlees par barriere dielectrique etant impulsionnelles, l'effet memoire d'une decharge a l'autre defini leurs regimes. La forme du champ electrique et la densite de metastables controlent la densite d'electrons germes : le champ piege des electrons dans le gaz d'une decharge a la suivante, et les metastables, via l'effet penning, creent des electrons entre 2 decharges. Cette etude a aussi fait ressortir l'importance de l'endroit dans l'espace gazeux ou sont creees les especes actives de la decharge. Cet effet est exacerbe a la pression atmospherique du fait que les libres parcours moyens sont de quelques microns. L'importance des ions n + 2 de faible energie pour le traitement de la surface des polymeres a aussi ete mise en evidence a partir des resultats d'analyse esca de la surface couplee a la spectroscopie d'emission du gaz.


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Informations

  • Détails : 150 p.
  • Annexes : 82 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1999TOU30108
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