Mécanismes de mouillage des métaux liquides sur les surfaces hétérogènes texturées métal-oxyde

par Moustapha Diallo

Thèse de doctorat en Science des Matériaux

Sous la direction de Marie-Laurence Giorgi et de Hervé Duval.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec LGPM - Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 02-03-2015 .


  • Résumé

    Le travail de thèse portera (i) sur l'étude expérimentale du mouillage de métaux liquides nonréactifs (Pb) et réactifs (alliage de galvanisation Zn-Al) sur des surfaces-modèles texturées (Fe avec des îlots d'oxydes) et (ii) sur la modélisation et la simulation numérique de l'étalement de gouttes de métal liquide sur de telles surfaces. Pour l'étude expérimentale, les surfaces-modèles texturées seront réalisées par une méthode de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Cette technique permettra de bien contrôler les tailles des îlots d'oxydes et les distances inter-îlots (par exemple, carrés de silice de quelques dizaines de microns de côté, séparés de quelques dizaines de microns, déposés sur du fer pur). Le mouillage dynamique de gouttes de métal liquide sur ces surfaces-modèles sera ensuite étudié par la technique de la chute de gouttes. Pour l'étude théorique des mécanismes de mouillage dynamique sur des surfaces hétérogènes, nous commencerons par une interprétation des résultats expérimentaux par des lois d'échelle. Nous réaliserons ensuite une comparaison de nos résultats avec ceux de la litterature et une modélisation théorique de ces résultats.

  • Titre traduit

    Liquid metal wetting mechanisms on heterogeneous patterned metal-oxide surfaces


  • Résumé

    This thesis focus on (i) the experimental study of nonreactive (Pb) and reactive (Zn-Al galvanizing alloy) liquid metals wetting on patterned textured surfaces (with iron and oxide islands) and (ii ) on the modeling of the liquid metal drops spreading on such surfaces. For experimental studies, patterned surfaces will be carried out by a method of chemical vapor deposition, plasma-assisted. This technique will allow to properly control the sizes of the oxide pillars and inter-pillar distances (eg square silica of few tens of microns side, separated by a few tens of microns, deposited on pure iron). The dynamic wetting of liquid metal drops on these textured surfaces will then be studied by the sessile drop technique. For the theoretical study of dynamic wetting mechanisms on heterogeneous surfaces, we will begin with a comparison with literature results before interpreting using scaling laws.