Stabilite des solutions colloidales magnetiques (ferrofluides)

par EMMANUELLE DUBOIS

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de René Massart.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Les ferrofluides sont des liquides susceptibles de se deplacer ou de se deformer sous l'effet d'un champ magnetique. Ce sont des solutions colloidales constituees de nanoparticules d'oxyde metallique magnetique en suspension dans un liquide. Les particules sont obtenues par une synthese chimique et ont un diametre de l'ordre de 10 nm. Chaque grain est un petit aimant d'ou l'existence d'interactions dipolaires magnetiques qui font de ces solutions des modeles de fluides dipolaires. Le but de ce travail est l'etude de la stabilite des ferrofluides, indispensable a maitriser pour leur utilisation. Une methode de tri en taille a ete developpee pour reduire la polydispersite en taille des particules : des echantillons de taille moyenne entre 5 et 12 nm ont ete preparees. Deux types de ferrofluides ont ete consideres : des particules enrobees de citrate de sodium en suspension dans l'eau a ph 7 et des particules enrobees d'acide oleique en suspension dans le cyclohexane. Dans le premier cas, les repulsions entre particules sont electrostatiques tandis qu'elles sont steriques dans le second. La surface et les phenomenes d'adsorption ont ete etudies pour les deux types de solutions et ont montre de fortes analogies entre les deux systemes. Des experiences de diffusion de neutrons aux petits angles (dnpa) ont montre qu'il existe de fortes repulsions dans le produit initial. Par variation de parametres exterieurs (temperature, champ magnetique, addition d'electrolyte ou de mauvais solvant), les interactions sont modifiees, comme le confirment les spectres de dnpa pour les echantillons monophasiques. Au dela des seuils de destabilisation, l'echantillon se separe en deux phases : ces seuils ont ete mesures et les diagrammes de phase construits et interpretes.

Titre traduit

Stability of magnetic colloidal solutions (ferrofluids)

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