Thèse soutenue

Électrodes en diamant B-NCD : optimisation du matériau pour la stabilisation d'une réactivité élevée

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Auteur / Autrice : Émilie Vanhove
Direction : Pascal Mailley
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le BNCD quasimétallique est un matériau électroactif dont les propriétés exceptionnelles doivent cependant être mieux maitrisées pour en étendre l'usage en électrochimie. En s'appuyant sur la maitrise des procédés d'élaboration, l'analyse électrochimique (EIS et CV) a été systématiquement couplée à l'évaluation rigoureuse de propriétés du matériau (MEB, XPS, SIMS et Raman) afin d'éclairer les relations liant les propriétés physicochimiques et électrochimiques. L'identification et la modélisation d'une évolution des propriétés des électrodes liée à leur immersion a permis d'acquérir la reproductibilité nécessaire à l'optimisation du matériau. Deux axes ont été explorés pour améliorer les performances des électrodes : les traitements de surface et l'optimisation de la concentration en bore [B]. Finalement les électrodes traitées dont la concentration en bore est optimisée présentent une vitesse de transfert de charge k0 comparable à celle du platine et une stabilité élevée, répondant ainsi aux besoins des électrochimistes. Cette étude a également permis de faire progresser la compréhension de ce matériau d'électrode et de préciser le rôle essentiel de la concentration en porteurs de charge, dont un optimum en fonction de [B] a été mis en évidence, sur les propriétés électrochimiques et leur stabilité. L'analyse Raman s'avère un excellent outil d'optimisation et de prévision des propriétés des électrodes. Les électrodes développées ont été appliquées avec succès au travers de collaborations nationales et internationales notamment pour la détection d'explosifs (TNT) ou encore la fabrication de réseaux de microélectrodes dédiées à la neuroprostétique.