Recherche Avancée

Thèse soutenue

Synthèse et fissuration de couches nanométriques d'oxydes métalliques

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Auteur / Autrice : Marie Mahé
Direction : Jean-Marc Heintz
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

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Cette étude porte sur des pigments nacrés constitués de fines couches d'oxydes métalliques déposées sur des fines plaquettes de substrats. La fissuration des couches poreuses de TiO2 dans les pigments a été étudiée. L'influence du séchage et du frittage sur la fissuration a été mise en évidence. Lors du séchage, une pression capillaire se développe au travers de l'interface liquide/vapeur dans les pores en surface conduisant au retrait de la couche. Des forces de compression s'exercent sur le substrat, compensée par des forces de tension dans la couche. Les contraintes dans la couche se concentrent au niveau des défaults à partir desquels les fissures sont initiées. Le frittage conduit principalement à l'élargissement des fissues. L'influence sur la fissuration de l'épaisseur de la couche de TiO2, des paramètres de précipitation ainsi que de la nature du substrat a été également étudiée. Les effets de différents additifs (Al2O3 et SiO2) dans les couches de TiO2 ont également été traités en terme de fissuration, de taille de grains, de porosité et de couleur. De manière générale,les additifs conduisent à une diminution de la densité relative et de la taille des grains au sein des couches de TiO2. L'addition de SiO2 a cependant un effet bénéfique sur la fissuration. Enfin, des couches d'Al2O3 ont été synthétisées sur différents substrats ayant pour objectif la synthèse de nouvelles couches optiques ou fonctionnelles. Les couches obtenues après calcination : -Al2O3, couche compacte mais fissurée, et y-Al2O3, couche poreuse non fissurée, ne peuvent être utilisées en tant que couches optiques mais leur utilisation en que couches fonctionnelles est envisageable.