Formation de poudres dans des décharges d'acétylène en plasma micro-ondes multipolaire excité à la résonance cyclotronique électronique répartie : étude des nanocomposites carbone-carbone et leurs applications

par Maria Calafat

Thèse de doctorat en Matériaux et procédés plasmas

Sous la direction de Richard Clergereaux et de Patrice Raynaud.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Ce travail s'est focalisé sur l'étude des procédés PMM-RCER d'acétylène par l'intermédiaire d'analyses de la décharge, de l'interaction plasma-surface et des matériaux déposés. Plusieurs analyses ont montré la présence de poudres dans des décharges acétylène en PMM- RCER. Ainsi, nous avons caractérisé les poudres et nous avons défini des hypothèses sur les mécanismes de formation en PMM-RCER. Les poudres formées dans la décharge d'acétylène ont un diamètre de l'ordre de 200 nm, leur densité dans le plasma évolue avec la puissance micro-onde et le temps de résidence. Elles possèdent une structure très hybridée sp2 contenant un cœur métallique. En parallèle avec ce mécanisme de volume, les parois du réacteur se recouvrent d'une couche mince de carbone amorphe hydrogénée. Ainsi, en piégeant les poudres dans la matrice hydrocarbonée, il est possible de réaliser des matériaux nanocomposites carbone-carbone à propriétés originales. Quelques applications potentielles de ces matériaux ont été étudiées.

  • Titre traduit

    Particle formation in acetylene microwaves multipolar plasma excited by distributed electron cyclotron resonance discharges : study of carbon-carbon nanocomposite materials and their applications


  • Résumé

    A thorough study of the MMP-DECR proceedings with acetylene has been carried out by analyzing the discharge, the plasma-surface interaction and the deposited materials. Several analysis showed the presence of powders in MMP-DECR acetylene discharges. Thus, in this work we have characterized these powders and we present the hypothesis of particle formation in MMP-DECR proceedings. The particles formed in the discharge have a diameter of approximately 200 nm, their formation rate shows a dependence with plasma power and residence time. Their structure consists in a metal core covered with a sp2-hybridised carbon structure. At the same time, an amorphous carbon thin film is deposited on the reactor walls. Thus, by trapping the particles in this hydrocarbon matrix we can elaborate nanocomposite materials with interesting properties. Some potential applications for these materials are explored in the final section of this work.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (180 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008TOU30308
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