Fonctionnalisation de surfaces en nitrure de silicium à partir de sol-gel de polysiloxanes

par Matthieu Boudriaux

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Christian Courtois.

Soutenue en 2011

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce mémoire de thèse traite de la fonctionnalisation de la surface du nitrure de silicium par un gel de polysiloxanes. Les matériaux appliqués sur le Si3N4 ont été élaborés par synthèse sol-gel de précurseurs silicates (tétraethoxy orthosilicate TEOS, méthyl triéthoxysilicate MTES, amino propyl triéthoxysilane APTES). Plusieurs formulations de gels de polysiloxanes ont été développées en faisant varier le pH de synthèse, la nature et la concentration en précurseurs. L’évolution des sol-gels a été suivie par une étude rhéologique et par spectroscopie infrarouge. Les sol-gels ont été déposés sur Si3N4 par la méthode de trempage/retrait et traités thermiquement à basse température. Les caractérisations physicochimiques (analyse chimiques (XPS), mouillabilité, potentiel zêta, rugosité) des dépôts ont été analysés relativement à la formulation puis aux conditions de thermalisation des gels. Le précurseur APTES assure une inversion des charges surfaciques du Si3N4. La formulation ternaire (TEOS, MTES, APTES) permet d’inverser les charges de surface du nitrure de silicium et confère à la surface un caractère basique, tout en diminuant légèrement sa mouillabilité.

  • Titre traduit

    Functionalization of silicon nitride surface by a polysilaxane gel


  • Résumé

    This thesis deals with the functionalization of silicon nitride surface by a polysiloxane gel. The used materials on Si3N4 were prepared by sol-gel synthesis of silicate precursors (tetraethoxy orthosilicate TEOS, methyl triethoxysilicate MTES, amino propyl triethoxysilane APTES). Several formulations of polysiloxane gels were developed by varying the pH of synthesis, the nature and concentration of precursors. The evolution of sol-gels was followed by infrared spectroscopy and rheology. The sol-gels have been deposited on Si3N4 by dip coating followed by a heat-treated at low temperature. The physicochemical characterizations (chemical analysis (XPS), wettability, zeta potential, surface roughness) of coatings were analyzed depending on the gels formulations and theirs thermal treatment conditions. The APTES precursor provides an inversion of surface charges of Si3N4. The ternary formulation (TEOS, MTES, APTES) can reverse the surface charge of silicon nitride and gives a basic character to the surface, while slightly reducing its wettability.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (229 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle à vie
  • Annexes : Bibliogr. p. 224-229

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 900798 TH
  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
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  • Cote : 900799 TH
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