Électrodéposition de cuivre à partir de solutions sulfuriques : mesures locales de la densité de courant dans des cellules à hydrodynamique complexe

Copper electrodeposition from sulfuric solutions : local measurements of current density in electrochemical cells of complex hydrodynamics

• Auteur / Autrice : Lutz Martin Gerth
• Direction : François Lapicque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy)
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Ozil, Johan Deconinck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrodes

Charge et distribution électriques

Sulfate de cuivre

Dépôt électrolytique

Mots clés libres

Dépot éléctrolytique

Distribution courant

Cuivre sulfate

Cinétique

Écoulement

Modélisation

Prédiction

Densité courant

Code calcul

Méthode mesure

Electrodeposition

Current distribution

Copper sulfate

Kinetics

Flow fluid

Modeling

Prediction

Current density

Computation code

Measurement method

Résumé

Ce travail se situe dans le cadre d'un programme européen ayant pour objet l'élaboration d'un code de calcul pour la prédiction de distributions de densité de courant, de potentiel et de courant dans un réacteur électrochimique. Notre contribution concerne l'obtention de données expérimentales pour le développement et la validation de ce code: l'exemple de l'électrodéposition de cuivre en milieu sulfaté a été choisi comme réaction test. Dans un premier temps, nous avons déterminé les données physico-chimiques du système considéré ; à l'aide de techniques électrochimiques complémentaires, nous avons mis en évidence l'importance de la préparation de la surface d'électrode. L’ensemble des résultats communiqué à nos partenaires a rendu possible la prédiction de distributions dans différentes configurations. Dans un deuxième temps, les réactions ont été mises en œuvre dans deux cellules électrochimiques dont les géométries répondent aux contraintes fixées écoulement bidimensionnel ou axisymétrique tout en n'étant pas trop éloigné des réacteurs électrochimiques d'intérêt industriel: (i) cellule à plaques parallèles, à écoulement laminaire ou turbulent établi avec ou sans obstacle à l'écoulement et, (ii), cellule de déposition par jet immergé. La procédure de mesure des distributions de courant dans les cellules, au moyen de microélectrodes et d'un systeme d'acquisitions simultanées, a fait l'objet d'une recherche technologique importante. La comparaison, pas toujours aisée, des résultats théoriques et expérimentaux, fait l'objet d'une discussion approfondie