Recherche Avancée

Thèse soutenue

Mécanismes d'intéraction entre un jet gazeux chargé de particules et une surface solide, en vue de dépôt de couches minces sur verre chaud

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Auteur / Autrice : Sylvie Chapuis
Direction : Jacques Villermaux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Le procédé étudié consiste à projeter au moyen d'un jet gazeux des particules d'organométalliques sur du verre chaud (à environ six cents degrés Celsius), pour le revêtir de couches minces d'oxydes, destinées à améliorer ses propriétés de surface. La connaissance de l'influence des différents paramètres sur le rendement de ce procédé devrait conduire aux conditions opératoires optimales. Ainsi, de premiers essais à température ambiante ont été réalisés avec une buse circulaire et des billes de verre (de tailles comprises entre dix et cent microns), afin de connaitre l'hydrodynamique des particules. Effectués en mode discontinu, (introduction impulsionnelle de poudre, cible fixe), ils ont montré que les grains s'arrêtent majoritairement dans une couronne centrée sur le point d'arrêt du jet (0). Ses dimensions augmentent avec le débit gazeux et la granulométrie de la poudre. En outre, une analyse précise des dépôts par traitement d'images a révélé l'existence d'une répartition granulométrique des particules déposées (leur distance au point 0 augmente avec leur taille). Une visualisation photographique des grains en cours de déplacement a permis d'observer leurs rebonds sur la plaque. Enfin, un modèle mathématique élaboré pour simuler les trajectoires des particules, rend bien compte des faits expérimentaux précitées. Une deuxième étude a été réalisée avec particules inertes voire fusibles sur plaque chaude, pour comprendre les transferts de chaleur entre grains, gaz et paroi. La modélisation théorique correspondante a supposé que les particules en déplacement ne peuvent s'échauffer que par convection ou rayonnement. Il résulte que, sous certaines conditions, la température des grains augmente avant leur arrêt hydrodynamique. Enfin, quelques essais ont été effectués avec les réactifs industriels. La suite de cette étude nécessite une connaissance précise des réactions chimiques mises en jeu