Etude de la texture de couches à propriétés optiques et catalytiques spécifiques obtenues à partir d'aciers inoxydables

Study of the texture of conversion coatings with specific optical and catalytic properties obtained from stainless steel

• Auteur / Autrice : Adéchion Komla
• Direction : Jean-Pierre Traverse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des surfaces
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés thermiques

Propriétés mécaniques

Acier inoxydable

Couches minces métalliques

Fractales

Résumé

Ce travail concerne la caracterisation de couches de conversion d'aciers inoxydables qui presentent des proprietes specifiques en vue d'applications dans le domaine de la conversion de l'energie solaire et de la catalyse (hydrogenation, combustion). Ces couches sont obtenues par traitement chimique ou electrochimique d'aciers ferritiques et austenitique. Pour interpreter leurs proprietes, il est indispensable de prendre en compte, en plus de la composition chimique, les proprietes de texture. Ces dernieres ont ete etablies a l'aide des methodes de caracterisation de surface et principalement de la rugosimetrie et de methodes electrochimiques. Nous avons procede a l'etude d'un materiau de reference correspondant aux couches optiques selectives solaires obtenues sur acier ferritique. Le materiau est constitue d'une couche rugueuse, microporeuse, d'epaisseur 200 nm environ et presentant un caractere fractal (dimension fractale de l'ordre de 2. 27 a 2. 40 selon la methode). Le domaine d'autosimilarite s'etendrait de quelques nanometres a quelques microns. La morphologie et la dimension des pores ont ete determinees a l'aide des diagrammes d'impedance. Ces resultats conduisent a la representation d'un materiau tres divise, a la base d'une modelisation permettant d'expliquer et de prevoir ses proprietes optiques solaires. Des couches a proprietes optiques identiques obtenues a partir d'aciers de natures differentes, presentent des textures nettement differenciees. La combinaison de texture et de composition chimique appropriees permet effectivement l'obtention de proprietes identiques mais les differences de texture entrainent des aptitudes particulieres pour les divers revetements. L'influence des conditions de preparation a ete etudiee. Il s'agit de la duree d'elaboration, du mode de sechage, du traitement d'oxydation thermique et du traitement d'oxydation chimique. Des proprietes differentes peuvent etre obtenues de facon simple en modifiant le temps de preparation. Il est ainsi possible de preparer des materiaux de nature chimique analogue mais de dimension fractale variable. Les traitements posterieurs d'oxydation thermique et chimique preservent en general le caractere fractal du materiau mais entrainent une modification chimique de la couche. Le caractere catalytique des couches et en tout cas les possibilites d'impregnation par des pigments organiques ou mineraux ou des particules metalliques sont directement lies aux caracteristiques de porosite. La discussion est organisee autour des points suivants: la complexite du materiau, la variabilite des proprietes de texture qui peuvent lui etre conferees et l'ecart susceptible d'exister suivant les methodes entre les dimensions fractales