Electrodéposition métallique sous contrôle MHD : caractérisation physique et électrochimique

par Khalid Msellak

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Omar Jbara et de Jean-Paul Chopart.

Soutenue en 2003

à Reims .

mots clés

• Magétoélectrochimie
• Nucléation et croissance de Cu
• Convection magnéto-induite
• Effet électrocinétique
• Oxyde de titane et anisotropie
• Caractérisation structurale
• MEB+ analyse X
• Alliages ferromagnétiques Ni-Fe
• Électrochimie
• Nucléation
• Oxyde de titane
• Anisotropie
• Électrocinétique (effets d'interface)
• Alliages fer-nickel

Résumé

Ce travail analyse l'influence d'un champ magnétique parallèle à l'électrode sur deux systèmes électrochimiques d'intérêt industriel : le dépôt de Cu sur des substrats n'induisant aucune épitaxie et le dépôt d'alliages Ni-Fe. La caractérisation des dépôts a été menée avec un ensemble de techniques physiques et électrochimiques. Ses résultats montrent que : le champ magnétique ne modifie pas la nucléation de Cu sur un substrat conducteur (C vitreux ou Ti) : les seuls résultats mesurables sont les effets convectifs magnéto-induits sur la croissance de Cu. Sur TiO2, un phénomène d'anisotropie confirme l'existence d'un champ électrique transverse. Le phénomène, sensible avec des champs modérés, a été mis en évidence de façon spectaculaire sous les champs intenses disponibles au LCMI de Grenoble. En électrodéposition des alliages Ni-Fe, les résultats montrent que le champ magnétique augmente l'apport convectif des ions ferreux à l'électrode. Ces espèces inhibent le dépôt de Ni et conduisent à des alliages considérablement enrichis en Fe.

Titre traduit

Metal electrodeposition under MHD control : physical and electrochemical characterization

Résumé

This work analyzes the influence of a magnetic field parallel to the electrode on two electrochemical systems of industrial interest : the deposit of Cu on substrates inducing no epitaxy and deposits of Ni-Fe alloys. The characterization of the deposits was led with several physical and electrochemical techniques. The results show that : The magnetic field does not modify the nucleation of Cu on a conductive substrate (glassy C or Ti) : the only measurable results are the magneto-induced convective effects on the growth of Cu. On TiO2, a phenomenon of anisotropy confirms the existence of a transverse electric field. The phenomenon, sensitive with moderate fields, was put in evidence in a spectacular way under the intense fields available on the LMCI of Grenoble. For electrodeposition of Ni-Fe alloys, the results show that the magnetic field increases the convective rate of the ferrous ions to the electrode. These species inhibit the Ni deposit and lead to alloys considerably enriched in Fe.