Recherche Avancée

Thèse soutenue

CVD/CVI de pyrocarbones laminaires à partir du propane : Processus chimiques homogènes et hétérogènes, nanostructure

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Auteur / Autrice : Jérôme Lavenac
Direction : Francis Langlais
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

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Dans le cadre de la recherche des mécanismes de dépôt chimique en phase gazeuse de pyrocarbones laminaires, une étude approfondie du passage d'une texture laminaire lisse (LL) à une texture laminaire rugueuse (LR) sous l'effet de la température T et du temps de séjour ts, à été réalisée à travers quatre approches expérimentales. (1) Une analyse par spectrométrie infrarouge et par couplage chromatographie en phase gazeuse / spectrométrie de masse a permis de corréler l'évolution de la composition de la phase gazeuse (e. G. Formation d'hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP à T et ts croissant) avec la transition microtexturale LL-->LR. (2) Une étude sur substrat de pyrographite a mis en évidence une nucléation lente et localisée (liée à la présence de sites réactifs) du pyrocarbone LL et une nucléation rapide et uniforme (indépendante de la présence de sites réactifs) du pyrocarbone LR. (3) Une analyse de la composition et de la nanostructure ( par microscopie électronique en transmission) a conduit à décrire le pyrocarbone LL comme constitué de couches carbonées étendues mais très distordues et le pyrocarbone LR de couches carbonées parallèles au plan d'anisotropie mais peu étendues. (4) Enfin une étude de l'infiltration de préformes poreuses a permis de mettre en évidence les phénomènes de maturation et appauvrissement internes conduisant respectivement à des transitions LL->LR et LR-->LL au sein des préformes. L'ensemble des résultats obtenus permet de proposer une description nettement différenciée des processus chimiques mis en jeu lors de la formation des pyrocarbones LL et LR. Le pyrocarbone LL résulte majoritairement de processus de chimisorption d'espèces aliphatiques ou polycycliques issues d'une maturation limitée alors que le pyrocarbone LR résulte principalement de processus de physisorption de HAP issus d'une forte maturation.