Etude de la microtexture et de la microstructure superficielle et des propriétés physico-chimiques des surfaces des fibres de carbone

par Ren-Yan Qin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Baptiste Donnet.

Soutenue en 1992

à Mulhouse .

mots clés

• Fibres de carbone -- Surfaces
• Énergie de surface
• Microstructure (physique)
• Microscopie tunnel à balayage

Résumé

L'objectif de cette étude est d'examiner, grâce à la microscopie à effet tunnel (STM), la microtexture et la microstructure superficielle des fibres de carbone de diverses origines, et de caractériser physico-chimiquement, grâce à la mise en oeuvre de plusieurs méthodes analytiques, la surface des fibres de carbone ayant subi différentes températures de traitement thermique (TTT) et différentes intensités d'oxydation anodique. En premier lieu, la STM a permis de distinguer les aspects superficiels des fibres de carbone qui sont liés à la filature du précurseur et de mettre en évidence les trois types de microtextures nodulaire, en marches et « graphène » à l' échelle atomique. L'évolution de la microstructure avec la TTT a également été étudiée et les paramètres structuraux des cristallites superficiels ont été mesurés directement sur les images. Pour la première fois, nous avons pu observer directement les micropores des fibres de carbone activées, et évaluer les effets des traitements d'oxydation à l'échelle atomique. En deuxième lieu, la chromatographie gazeuse inverse (CGI) a permis de caractériser l'hétérogénéité énergétique entraînée par l'hétérogénéité structurale. Nous avons montré que les sites des plans de base sont prédominants à la surface des fibres et que l'oxydation anodique introduit des sites ayant un caractère acide. La composante dispersive de l'énergie de surface mesurée par CGI à dilution infinie ne caractérise que les sites de haute énergie. L'évolution de cette énergie avec la TTT et l'oxydation anodique a été interprétée en termes de sites de bordure, de défauts superficiels et d'hétéroatomes de haute polarisabilité

Titre traduit

Study on surface microtexture and microstructure and surface physico-chemical properties of carbon fibers

Pas de résumé disponible.