Caractérisation de SiO par diagnostics spectroscopiques dans une décharge à barrière diélectrique à la pression atmosphérique dédiée aux traitements de surface de films polymères

par Fabien Coursimault

Thèse de doctorat en Physique des plasmas

Sous la direction de Olivier Motret.

Soutenue en 2001

à Orléans .

mots clés

• Traitements de surface
• Polymères
• Spectroscopie d'absorption

Résumé

Les polymères tiennent aujourd'hui une place importante dans notre vie quotidienne du fait de leur grand nombre de propriétés. Certaines d'entre elles, particulièrement les propriétés de surfaces peuvent être améliorées par différentes techniques notamment les traitements par décharges électriques dont les DBD font parties. Ces nouvelles techniques sont d'une mise en œuvre relativement simple mais les mécanismes physico-chimiques mis en jeu sont complexes. Cette étude se place dans le cadre d'une meilleure compréhension de ces mécanismes et a pour objectif la mise au point d'outils de diagnostics souples et adaptés à une étude industrielle. Ces travaux portent spécifiquement sur la molécule SiO dont le rôle est très important dans les mécanismes de traitement de surface. Une étude bibliographique sur les principales techniques de diagnostic existantes, nous a permis de retenir des diagnostics basés sur la spectroscopie d'absorption. Le manque de données spectroscopiques et l'interprétation des résultats nous a conduit à développer un modèle de spectres synthétiques. Le calcul intègre l'absorption mais aussi l'auto-absorption, ce qui permet une estimation de la densité de SiO pendant le phase de post-décharge mais aussi de décharge. La partie expérimentale de ce travail comprend l'installation d'un banc de mesure optique et surtout la conception et la réalisation de deux réacteurs DBD, l'un utilisé comme source lumineuse et l'autre simulant un réacteur de traitement de surface. L'un des problèmes a été de réduire les gênes occasionnées par la production des poudres, inévitable dans ce type de plasma. L'alimentation impulsionnelle des deux réacteurs permet une étude de l'évolution temporelle de la densité de SiO entre deux décharges. Cette étude temporelle a été réalisée pour des concentrations de réactif fixes dans un gaz porteur d'argon pour des raisons spectroscopiques. Les résultats montrent la faisabilité d'un tel système et permettent d'envisager des études complémentaires notamment le transfert sur le procédé industriel lui-même.

Titre traduit

SiO's characterization by spectroscopic diagnostic in an atmospheric pressure dielectrique barrier discharge dedicated to polymer films surfaces treatments

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