Contribution a l'etude des mecanismes de mouillage reactif

par OLIVIER DEZELLUS

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de NICOLAS EUSTATHOPOULOS.

Soutenue en 2000

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Dans ce travail nous avons realise une etude experimentale du mouillage reactif dans l'objectif de comprendre la relation existant entre l'etalement du liquide et la formation d'une nouvelle phase a l'interface liquide/solide. Les systemes modeles choisis pour cette etude sont composes d'un substrat de carbone (carbone vitreux ou graphite monocristallin) et d'un alliage liquide constitue d'une matrice non-reactive (essentiellement cu mais aussi ni, ge et sn) et d'un solute reactif formant un carbure mouillable (si, cr, b et ti). Ce choix nous a permis d'obtenir les deux types d'etalement reactif, a controle chimique et a controle diffusionnel. Le suivi des cinetiques d'etalement a necessite la mise en uvre de methodes specifiques (goutte deposee et goutte transferee) permettant de decoupler le processus de formation d'une goutte et celui de son etalement sur un substrat. Le controle de l'etat de surface des substrats et la caracterisation des interfaces ont ete realises par differentes techniques : profilometrie optique haute resolution, microscopie optique, microscopie electronique a balayage, microanalyse x et spectroscopie d'electons auger. Pour les cinetiques d'etalement a controle chimique nous montrons que dans le cas general, le mouillage a lieu en une seule etape a vitesse d'etalement decroissante et que cette vitesse n'est fonction que de l'angle de contact instantane. Nous definissons cet angle comme un angle d'equilibre refletant continuellement le taux de recouvrement de l'interface par le produit de reaction a la ligne triple. Enfin, nous montrons que cinetique reactionnelle et cinetique d'etalement sont controlees par la dissolution du substrat. Pour les cinetiques a controle diffusionnel nous realisons une modelisation numerique permettant de prendre en compte dans la description du mouillage la diffusion et la reaction interfaciale ayant lieu en arriere de la ligne triple, ou encore le phenomene d'evaporation/condensation pouvant intervenir en avant de la ligne triple.

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Informations

  • Détails : 344 p.
  • Annexes : 109 ref.

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