Analyse de surfaces par reflectometrie des rayons x application a l'etude de l'oxydation des metaux

• Auteur / Autrice : ACHIM KNOLL
• Direction : Alain Cornet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

La reflectometrie des rayons x est de nos jours couramment utilisee pour caracteriser la structure des systemes de tres faibles dimensions (quelques nanometres jusqu'a quelques centaines de nanometres). L'oxydation des materiaux est un probleme etudie depuis de longues annees car ses consequences economiques sont importantes. Dans ce but nous avons developpe l'application de la reflectometrie des rayons x a l'etude de l'oxydation a haute temperature. L'evaluation des possibilites ainsi que les limites de l'application de cette technique ont ete etudiees. Nous montrons ainsi que la reflectometrie des rayons x est adaptee a l'etude des surfaces et des couches minces et permet d'etudier, entre autre, l'oxydation des metaux a haute temperature. L'etude de la croissance des couches d'oxydes en fonction du temps soit en reel soit en differe nous a permis d'etudier la cinetique d'oxydation dans sa phase initiale et de verifier les differentes theories de l'oxydation a partir des lois cinetiques experimentales. L'etude par la reflectometrie diffuse de la rugosite des surfaces oxydees et leur description en utilisant les methodes connues de la theorie fractale nous a permis d'etudier la morphologie des surfaces oxydees. La valeur de ces parametres fractals est etudiee en effectuant des experiences comparatives avec la microscopie a force atomique. La faisabilite de la technique de la reflectometrie des rayons x avec du materiel de laboratoire classique est montre grace a des experiences comparatives utilisant une source synchrotron. En conclusion, ce travail nous a permis d'adapter la reflectometrie des rayons x a l'etude de l'oxydation des materiaux a haute temperature. Nous estimons que cette technique est un outil prometteur pour l'etude de l'oxydation dans sa phase initiale.