Academic literature on the topic 'Alliages liquides – Propriétés physico-chimiques'

Les procédés d'élaboration et de mise en forme des alliages métalliques utilisés dans les industries de pointes (aéronautique, spatial, nucléaire, défense, etc.) ont vu leur complexité s'accroître au fil du temps. Cela concerne les procédés métallurgiques standards comme ceux utilisés pour la production d'acier mais également les procédés avancés (fonderie monocristalline, métallurgie des poudres, fabrication additive métallique, etc.). Afin de réduire les coûts et les temps de développement, l'utilisation de la simulation numérique est de plus en plus privilégiée par les industriels. Néanmoins, la pertinence de ces méthodes pour représenter les procédés réels est fortement dépendante de la qualité des données d'entrée utilisées pour alimenter les modèles. Dans ce cadre, un four de fusion original a été développé. Son principe consiste à maintenir une faible quantité de métal en lévitation grâce à l'émission d'ondes acoustiques stationnaires et à assurer le chauffage et la fusion du matériau lévité à l'aide d'un laser de puissance. L'utilisation d'une technique de lévitation pour la mesure de propriétés physico-chimiques fondamentales, telles que la viscosité ou la tension de surface, trouve son intérêt dans la possibilité de limiter les interactions mécaniques et surtout chimiques entre les échantillons étudiés et leur environnement. Ces interactions ayant un impact sur les propriétés à caractériser. La mise en lévitation et en fusion d'échantillons métalliques de taille millimétrique a été obtenue à haute température (> 1500°C). La mise au point et le développement des techniques vibratoires permettant la mesure de propriétés physico-chimiques sans contact a d'abord été réalisée à température ambiante, sur l'eau comme matériau modèle. En guise de validation des méthodes développées à froid, plusieurs campagnes de mesures ont été réalisées sur du gallium liquide, en lévitation à température intermédiaire (jusqu'à 700°C). À plus haute température, la stabilité des échantillons chauds est fragile en raison d'écoulements convectifs. C'est pour cela que deux technologies complémentaires au système de lévitation ont été développées. La première consiste à superposer au champ acoustique de lévitation, principalement vertical, un champ acoustique horizontal de fréquence différente. Cela permet de mieux contrôler les mouvements des échantillons dans toutes les directions de l'espace et donc de maintenir la lévitation suffisamment longtemps pour réaliser des mesures. La seconde prend la forme d'un système de production d'échantillons in-situ dans la cavité de lévitation, par apport de matière sous la forme d'un fil. Outre la suppression des éjections de matière, présentes lorsque les échantillons sphériques sont lévités puis fondus, ce système permet le fonctionnement selon un mode hybride dit de « semi-lévitation ». Les échantillons liquides, captés par les champs acoustiques, restent accrochés au fil source qui stabilise leur position sans induire de biais notables sur les mesures. Des campagnes d'essai sur du cuivre et du nickel ont été réalisées à l'aide de cette technique. Sur le cuivre, nous avons démontré la faisabilité de réaliser des mesures à haute température (jusqu'à 1500°C). Nous avons aussi pu explorer la dépendance de la tension de surface et de la viscosité aux paramètres expérimentaux (pression partielle d'oxygène, température). La réalisation d'autres types de mesures physico-chimiques (densité, capacité calorifique massique, conductivité thermique, etc.) est envisagée à l'avenir. De par la nature purement mécanique du phénomène de lévitation acoustique, l'étude de matériaux non conducteurs tels que les oxydes associés aux métaux liquides ou encore les laitiers utilisés dans les procédés d'élaboration est envisageable. Notamment, les phénomènes de germination-croissance des inclusions d'oxydes, sources de défaut dans les lingots élaborés, entre dans les perspectives de cette étude
The manufacturing and shaping processes of metallic alloys used in advanced industries (aeronautics, space, nuclear, defence, etc.) have become increasingly complex over time. This includes standard metallurgical processes, such as those used for steel production, as well as advanced processes (single-crystal casting, powder metallurgy, metallic additive manufacturing, etc.). To reduce costs and development times, the use of numerical simulation gets and increasing interest from industry. However, the relevance of these methods to describe real processes is highly dependent on the quality of the input data used to feed the models. In this context, an original melting furnace has been developed. Its principle is to maintain a small amount of metal in levitation through the emission of stationary acoustic waves, and to ensure the heating and melting of the levitated material using a power laser. The use of a levitation technique to measure fundamental physicochemical properties, such as viscosity or surface tension, is particularly advantageous because it limits the mechanical and especially chemical interactions between the samples studied and their environment, interactions that impact the properties to be characterized. Levitation and melting of millimetre-sized metal samples have been achieved at high temperatures (> 1500°C). The development of oscillation techniques for contactless measurement of physicochemical properties was first carried out at room temperature, using water as a model material. To validate the methods developed at low temperatures, several tests were conducted on liquid gallium, levitated at intermediate temperatures (up to 700°C). At higher temperatures, the stability of hot samples is fragile due to convective flows. Therefore, two complementary technologies to the levitation system have been developed. The first consists of superimposing a horizontal acoustic field of a different frequency onto the primarily vertical levitation acoustic field. This allows better control of the movements of the samples in all directions of space, thereby maintaining levitation for long enough to perform measurements. The second technology is a system used to produce samples in-situ within the levitation cavity, by supplying material in the form of a wire. Beyond eliminating material ejections, which are present when spherical samples are first levitated and then melted, this system enables a hybrid mode of operation called "semi-levitation". The liquid samples, captured by the acoustic fields, remain attached to the source wire, which stabilizes their position without introducing significant biases in the measurements. Test campaigns on copper and nickel were carried out using this technique. On copper, we demonstrated the feasibility of making measurements at high temperatures (up to 1500°C). We were also able to explore the dependence of surface tension and viscosity on experimental parameters (oxygen partial pressure, temperature, etc.). The implementation of other types of physicochemical measurements (density, specific heat capacity, thermal conductivity, etc.) is envisioned for the future. Due to the purely mechanical nature of the acoustic levitation phenomenon, the study of non-conductive materials, such as oxides associated with liquid metals or slags used in manufacturing processes, is conceivable. In particular, the nucleation-growth phenomena of oxide inclusions, which are sources of defects in produced ingots, are within the scope of this study

Les liquides ioniques sont des composés uniquement constitués d'ions souvent volumineux, asymétriques et flexibles. Ils possèdent des températures de fusion basses, typiquement au-dessous de 100°C. Ils sont considérés comme des solvants prometteurs pour une chimie durable du fait, notamment, de leur tension de vapeur négligeable. Ils présentent d'autres propriétés intéressantes : grande stabilité thermique, pression de vapeur quasiment nulle, non-inflammabilité, propriétés modulables par changement de l'anion ou du cation, etc. Ils sont classiquement organisés par familles, en fonction de la structure chimique de leur cation : imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, etc. Leurs domaines d'application sont très variés : synthèse, catalyse, séparation et extraction. Cependant, l'utilisation des liquides ioniques à l'échelle industrielle est encore limitée par manque de connaissances fondamentales et par l'absence de données fiables sur leurs propriétés, leur devenir et leur impact environnementaux. La toxicité des liquides ioniques a récemment été démontrée ainsi qu'une résistance à la biodégradation. Dans ce contexte et en vue du développement à grande échelle de l'utilisation de ces composés, la recherche de liquides ioniques à faible impact environnemental (moins toxiques, facilement biodégradables) devient essentielle. L'introduction dans les chaînes latérales alkyles des imidazolium et pyridinium de groupements fonctionnels oxygenés, qui peuvent être reconnus par des enzymes (ex. esters, éthers, alcools terminaux), a grandement amélioré leur biodégradabilité. En même temps, il est important de garantir que la présence de ces groupements n'affecte pas les propriétés physico-chimiques des liquides ioniques requises pour un usage spécifique dans des procédés chimiques. Dans ce projet de doctorat, nous avons sélectionné divers liquides ioniques basés sur les cations imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium et ammonium, avec ou sans groupements fonctionnels (alcool/ester/éther) et avec trois types d'anions, comme cibles d'étude. L'objectif était d'examiner si les modifications de structures peuvent effectivement baisser leur impact environnemental tout en gardant leurs propriétés intéressantes pour des applications industrielles. Dans un premier temps, nous avons étudié plusieurs propriétés physico-chimiques importantes pour des applications ultérieures et/ou indicatrices de leur impact environnemental : les propriétés volumiques, la viscosité, la solubilité de gaz, la solubilité dans l'eau, le coefficient de partage octanol-eau et le coefficient de diffusion dans l'eau. Dans un deuxième temps, nous avons étudié leur impact environnemental par la mesure de la toxicité sur quatre microorganismes différents et l'étude de leur biodégradation en présence de souches pures de bactéries. En complément, nous avons essayé de trouver des modèles basés sur les informations structurales pour estimer certaines propriétés. L'insertion de groupements oxygénés sur la chaîne alkyle des cations ne change pas significativement les propriétés volumiques ; ni le coefficient de diffusion dans l'eau. Les propriétés de solvatation des liquides ioniques basés sur des cations imidazolium et ammonium ne sont pas modifiées significativement, mais celles des pyridinium sont réduites, à cause d'une contribution entropique défavorable à l'énergie de Gibbs de solvatation. La présence de groupements oxygénés dans la chaîne alkyle du cation augmente la viscosité d'un ordre de grandeur comparativement aux liquides ioniques sans groupements oxygénés. Dans le cas de l'anion octylsulfate la viscosité augmente de deux ordres de grandeur. La présence de groupements oxygénés augmente la biodégradabilité des liquides ioniques. La présence de groupements esters rend les liquides ioniques plus sensibles à l' hydrolyse dans les conditions abiotiques et biotiques, toutefois le noyau imidazolium n'en devient pas biodégradable pour autant. L'introduction de groupements oxygénés augmente la solubilité dans l'eau, diminue la valeur du coefficient de partage octanol-eau et entraine une baisse de la toxicité ce qui signifie que ces liquides ioniques présentent un plus faible impact environnemental.

Les liquides ioniques sont des composés uniquement constitués d‘ions souvent volumineux, asymétriques et flexibles. Ils possèdent des températures de fusion basses, typiquement au-dessous de 100°C. Ils sont considérés comme des solvants prometteurs pour une chimie durable du fait, notamment, de leur tension de vapeur négligeable. Ils présentent d‘autres propriétés intéressantes : grande stabilité thermique, pression de vapeur quasiment nulle, non-inflammabilité, propriétés modulables par changement de l‘anion ou du cation, etc. Ils sont classiquement organisés par familles, en fonction de la structure chimique de leur cation : imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, etc. Leurs domaines d‘application sont très variés : synthèse, catalyse, séparation et extraction. Cependant, l‘utilisation des liquides ioniques à l‘échelle industrielle est encore limitée par manque de connaissances fondamentales et par l‘absence de données fiables sur leurs propriétés, leur devenir et leur impact environnementaux. La toxicité des liquides ioniques a récemment été démontrée ainsi qu'une résistance à la biodégradation. Dans ce contexte et en vue du développement à grande échelle de l‘utilisation de ces composés, la recherche de liquides ioniques à faible impact environnemental (moins toxiques, facilement biodégradables) devient essentielle. L‘introduction dans les chaînes latérales alkyles des imidazolium et pyridinium de groupements fonctionnels oxygenés, qui peuvent être reconnus par des enzymes (ex. esters, éthers, alcools terminaux), a grandement amélioré leur biodégradabilité. En même temps, il est important de garantir que la présence de ces groupements n‘affecte pas les propriétés physico-chimiques des liquides ioniques requises pour un usage spécifique dans des procédés chimiques. Dans ce projet de doctorat, nous avons sélectionné divers liquides ioniques basés sur les cations imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium et ammonium, avec ou sans groupements fonctionnels (alcool/ester/éther) et avec trois types d‘anions, comme cibles d‘étude. L‘objectif était d‘examiner si les modifications de structures peuvent effectivement baisser leur impact environnemental tout en gardant leurs propriétés intéressantes pour des applications industrielles. Dans un premier temps, nous avons étudié plusieurs propriétés physico-chimiques importantes pour des applications ultérieures et/ou indicatrices de leur impact environnemental : les propriétés volumiques, la viscosité, la solubilité de gaz, la solubilité dans l‘eau, le coefficient de partage octanol-eau et le coefficient de diffusion dans l‘eau. Dans un deuxième temps, nous avons étudié leur impact environnemental par la mesure de la toxicité sur quatre microorganismes différents et l‘étude de leur biodégradation en présence de souches pures de bactéries. En complément, nous avons essayé de trouver des modèles basés sur les informations structurales pour estimer certaines propriétés. L‘insertion de groupements oxygénés sur la chaîne alkyle des cations ne change pas significativement les propriétés volumiques ; ni le coefficient de diffusion dans l‘eau. Les propriétés de solvatation des liquides ioniques basés sur des cations imidazolium et ammonium ne sont pas modifiées significativement, mais celles des pyridinium sont réduites, à cause d'une contribution entropique défavorable à l'énergie de Gibbs de solvatation. La présence de groupements oxygénés dans la chaîne alkyle du cation augmente la viscosité d‘un ordre de grandeur comparativement aux liquides ioniques sans groupements oxygénés. Dans le cas de l‘anion octylsulfate la viscosité augmente de deux ordres de grandeur. La présence de groupements oxygénés augmente la biodégradabilité des liquides ioniques. La présence de groupements esters rend les liquides ioniques plus sensibles à l‘ hydrolyse dans les conditions abiotiques et biotiques, toutefois le noyau imidazolium n‘en devient pas biodégradable pour autant. L‘introduction de groupements oxygénés augmente la solubilité dans l‘eau, diminue la valeur du coefficient de partage octanol-eau et entraine une baisse de la toxicité ce qui signifie que ces liquides ioniques présentent un plus faible impact environnemental
Ionic liquids are the salts composed only by bulky, unsymmetrical and flexible organic cations and inorganic or organic anions. Their melting points are particularly low, usually below 100°C. The ionic liquids present several interesting properties : high thermal stability, low vapor pressure, non-flammability and tunable properties by changing the anion or cation. They are considered as promising high performance fluids with low environmental impact that can be applied in the fields of chemistry, chemical engineering or materials science both in processes (separation, catalysis) or as devices (optical components or lubricants).The application of ionic liquids at an industrial scale is still limited and fundamental information and reliable data on their properties, environmental fate and impact are rare. In this context and for the development of applications in wide scale, the research on ionic liquids with an expected low environmental impact (less toxic, readily biodegradable) is essential. The introduction of oxygenated functional groups – ester, ether or hydroxyl – in the alkyl side chains of imidazolium and pyridinium-based ionic liquids is expected to greatly improve their biodegradability. The effect of the functionalization on the physico-chemical properties of the ionic liquids is important in order to propose efficient, low environmental impact, ionic liquids for different applications and chemical processes. In this work, we have selected different ionic liquids based on the imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium and ammonium cations, with or without functional groups (hydroxyl/ester/ether), and with three types of anions. Our objective was to examine if the modification of chemical structures of the ions effectively have lower environmental impact, and if they their interesting properties are remained. We have studied, for all the ionic liquids, several physico-chemical properties considered important to quantify the environmental impact of chemicals : the density, the viscosity, the gas solubility, the aqueous solubility, the octanol-water partition coefficient and the aqueous diffusivity. We have also tested their toxicity towards four different microorganisms and their biodegradation in presence of pure strain of bacteria. Finally, we have tried to develop some empirical and semi-empirical models based on molecular structure information for predicting some of these properties.The introduction of oxygenated groups in the alkyl chains on cations does not change significantly the volumetric properties of ionic liquids, or their diffusion coefficient in water, but increases the viscosity of the pure salts up to one order of magnitude. Carbon dioxide solubilities in ionic liquids are not significantly influenced by the introduction of oxygen functional groups in the cations of the ionic liquids except in the case of the pyridinium based ionic liquids for which the carbon dioxide solubility decreases significantly due to a defavourable entropic contribution to the Gibbs energy of solvation. The modification of the ionic liquids by introducing oxygenated chemical functions makes them more biodegradable. In the case of imidazolium-based ionic liquids, the presence of the ester group makes the cation more susceptible to hydrolysis, the imidazolium ring being still resistant to the degradation. The functionalization of the cation also increases the solubility in water of the resulting ionic liquids and reduces the octanol-water partition coefficient and their toxicity, leading us to conclude that they are more environmental friendly than the non-functionalized ionic liquids

Dans ce manuscrit, nous nous sommes intéressés aux propriétés des magmas ainsi qu’aux effets de l’eau sur celles-ci en utilisant la dynamique moléculaire classique. Après avoir mis en avant l’importance de l’eau dans les phénomènes géologiques et présenté quelques bases de dynamique moléculaire, nous présentons un champ de force pour les liquides silicatés anhydres. Nous utilisons ce champ de force pour étudier l’équation d’état, la structure et les propriétés de transport (viscosité, conductivité électrique, coefficient de diffusion) de liquides silicatés de composition aussi bien terrestre qu’extra-terrestre. Ces résultats sont systématiquement comparés avec les données de la littérature. Nous développons ensuite un champ de force pour l’eau pure compatible avec celui proposé pour les silicates. La validité de ce champ de force est étudiée par comparaison avec des résultats expérimentaux, de simulations ab-initio et d’autre champs de force classiques. Nous ajoutons enfin une interaction eau-silicate aux deux champs de forces précédents pour obtenir un champ de force décrivant les silicates hydratés. Celui-ci est utilisé pour étudier les propriétés des mélanges eau-silicate (solubilité, tension de surface). La structure et les propriétés des silicates hydratés sont ensuite étudiées, notamment la spéciation de l’eau, la densité, la viscosité, la conductivité électrique et les coefficients de diffusion. La structure locale autour des espèces protonées (OH-,H2O et H3O+) et leurs coefficients de diffusion sont également déterminés. Ces différents résultats sont là encore comparés aux données existantes dans la littérature
In this manuscript, we focused on the properties of magmas and the effects of water on these properties using classical molecular dynamics simulations. After having pointed out the importance of water in geological processes and presented some basic principles of molecular dynamics simulations, we present a force field for dry silicate melts. We use this force field to study the equation of state, the structure and the transport properties (viscosity, electrical conductivity, diffusion coefficient) of silicate melts of terrestrial and extra-terrestrial compositions. These results are systematically compared with data of the literature. We then develop a force field for pure water compatible to the one proposed for silicates. The validity of this force field is investigated by comparison with experimental studies, ab-initio simulations and other MD simulations using classical force fields. At last we add a water-silicate interaction to the two former force fields in order to describe hydrous silicate melts. This force field is used to study the properties of water-silicate mixtures (solubility, surface tension). The structure and properties of hydrous silicate melts are evaluated as well as the speciation of water, the density, the viscosity, the electrical conductivity and the diffusion coefficients. The local structure around protonated species (OH-,H2O and H3O+) and their diffusion coefficients are also determined. All these results are compared with available data of the literature

Les dépôts sous vide à caractère métallique, capables de fournir une protection de type sacrificiel aux aciers et possédant de bonnes propriétés de frottement et de résistance à la corrosion, n'ont pas encore fait l'objet d'investigations approfondies. Dans cette étude, des dépôts métalliques Al et Mg purs et d'alliages Al-Mg ont été mis en oeuvre par pulvérisation cathodique magnétron à partir de cibles monoatomiques Al et Mg et sectorielles Al/Mg, dans un plasma d'argon, dans le but de substituer le zingage électrolytique et ses traitements associés. L'examen des potentialités de substitution de ces couches minces au zingage électrolytique et de ses traitements associés a été réalisé selon deux approches : (i) une approche théorique au travers de deux caractéristiques importantes mises en jeu dans le procédé de pulvérisation : les rendements de pulvérisation et l'origine en profondeur des atomes pulvérisés. (ii) une approche expérimentale par la caractérisation de ces dépôts, tant du point de vue structural et morphologique que du point de vue mécanique et électrochimique et ceci en fonction des paramètres régissant les dépôts. Notre étude fondamentale nous a permis de dégager quelques conclusions théoriques et pratiques importantes sur le phénomène de pulvérisation cathodique magnétron en général et sur le phénomène de repulvérisation susceptible d'apparaître sur des films bombardés par un flux d'ions argon pendant leur croissance. Notre étude expérimentale nous a permis de montrer que les alliages Al-(15 à 25%at. )Mg peuvent constituer une voie alternative au zingage électrolytique grâce à leurs propriétés physico-chimiques intéressantes : (i) Bonne dureté et structure dense, (ii) Faibles coefficients de frottement (iii) Propriétés sacrificielles et de corrosion intrinsèques optimales, dans ce domaine de composition, sur verre et sur acier (iv) Aspect métallique brillant et attrayant
Zinc coatings on steel offer the benefits of good corrosion protection and adaptation to current industrial forming and painting techniques. Nevertheless, there is a strong need for the substitution of conventional Zinc layers due to the non favourable properties encountered in the manufacturing of zinc coated steel and the need for thickness reduction because of environmental considerations. In this work, in a first time, calculations of sputtering yields and depth of origin of sputtered atoms have been performed for Al and Mg target materials since literature provides few data on these materials in the PVD processes energy range. We estimated sputtering yields and depth of origin of sputtered atoms from our experimental results or directly from empirical relations and computer simulations with the use of the computer program Transport of Ions in Matter code (TRIM. SP). Our results allowed us to explain, among other things, the Mg resputtering phenomena who appears on Al-Mg alloys coatings surfaces when a strong bias voltage is set to the substrates. In a second time, we developed a suitable alternative for conventional zinc coatings. New multifunctional coatings based on pure Al and Mg metals and their binary alloys were deposited on glass and steel substrates by a physical vapor deposition (PVD) process : balanced magnetron sputtering with the use of circular planar targets composed of sequential sectors of Al and Mg. Our study showed that the peak in performance observed in the 3% sodium chloride solution for the sputtered deposits containing approximately 15-25wt% Mg represented an optimum balance being attained between the barrier and sacrificial properties of the Al-Mg alloy coatings. Moreover, this composition range presented better properties in terms of hardness, low friction coefficients and dense structure

L’amélioration de la qualité des matériaux II-VI est une étape essentielle pour maintenir de hautes performances à des températures de fonctionnement des détecteurs infrarouges refroidis plus élevées (technologies HOT). En effet, la qualité et la stabilité de l’image sont affectées par l’activité électrique parasite (bruits basse fréquence) induite par certains défauts cristallins. L’objectif de ces travaux de thèse est alors de caractériser plusieurs variantes de qualité matériau de l’épitaxie active de Hg1-xCdxTe et son substrat de Cd1-xZnxTe à partir de techniques spectroscopiques, et d’établir un bilan comparatif des signatures physico-chimiques des défauts ponctuels. Dans ce but, les populations de défauts ont été investiguées dans les deux composés par spectroscopie à annihilation de positons (PAS). L’antiparticule de l’électron est particulièrement sensible aux défauts lacunaires, intrinsèquement présents en concentration importante dans les alliages considérés. Des profils de concentration de lacunes en proche surface ont été obtenus avec un faisceau de positons lents. L’étude des substrats a été approfondie par des mesures de cathodoluminescence résolue spectralement (CL). Cette technique est particulièrement puissante à basse température où les défauts responsables des mécanismes radiatifs ont pu être identifiés. La CL permet également de cartographier les propriétés de luminescence à une échelle submicronique
Improving II-VI material quality is an essential step to maintain high electro-optical performances at higher operating temperature of cooled infrared detectors (HOT technologies). Indeed, image quality and stability are challenged by the electrical activity (low-frequency noises) induced by some crystal defects. The aim of this thesis work is to characterize several crystal qualities of the epitaxial Hg1-xCdxTe as well as its Cd1-xZnxTe substrate by spectroscopic techniques, and to establish a comparative review of the physico-chemical fingerprints of point defects. For this purpose, defect populations were investigated in both compounds by positron annihilation spectroscopy (PAS). The electron antiparticle is particularly sensitive to open-volume defects, intrinsically present in high concentrations in the considered alloys. Vacancy concentration profiles in the near-surface region can then be obtained with a slow positron beam. The substrate study was extended with spectrally resolved cathodoluminescence (CL) measurements. This technique is especially powerful at low temperature where defects involved in radiative mechanisms have been identified. CL also allows to map luminescence properties at the sub-micrometer scale

Ce travail porte sur l'étude d'alliages intermétalliques complexes (alliages quasicristallins et approximants) à base aluminium, de type AI-(Cu)-Fe-Cr. Il s'agit d'étudier et de comparer les propriétés physico-chimiques de surface (composition, structure, réactivité) d'alliages de compositions et de structures variées soumis à des sollicitations électrochimiques en surface (corrosion en milieu électrolytique agressif, vieillissement et oxydation à l'ambiante). L'étude est menée en partenariat avec Saint-Gobain dans le cadre d'une application potentielle de ces alliages sous forme de revêtements d'ustensiles de cuisson. La première phase a consisté à élaborer des alliages massifs AI-(Cu)-Fe-Cr et à les caractériser. Ensuite, nous avons étudié les propriétés de corrosion de ces alliages dans un milieu électrolytique contenant de l'acide citrique et des ions chlorure. Nous avons pu déterminer les différents mécanismes de corrosion mis en jeu et identifier certaines compositions d'alliages particulièrement résistants. Enfin, l'évolution des propriétés de surface sous sollicitation électrochimique a été envisagée. Dans le cadre de l'étude de la résistance à la corrosion, les propriétés de topographie, de composition et de structure des surfaces ont été analysées. Nous avons par ailleurs mis en évidence un phénomène de vieillissement des surfaces à l'ambiante pour des échantillons de type AI-Cr-Fe. Nous avons modélisé la surface de ces matériaux, son évolution en fonction du temps d'exposition à l'air et corrélé ces résultats à la réactivité chimique de surface
The main goal of this study is to understand how the surface properties of quasicrystalline and approximant alloys are modified when submitted to various kinds of electrochemical stress. The alloys are Al-based complex intermetallic phases of the AI-(Cu)-Fe-Cr system, submitted to either corrosion test in aggressive media or simply to oxidation and ageing in ambient conditions. Ln a first part, bulk alloys of the AI-(Cu)-Fe-Cr system were synthesized and their atomic structure was characterised. Then, the corrosion behaviour of these alloys was investigated with a view to identify the role of the chemical composition and of the crystallographic structure on their ability to resist corrosion attack in a medium containing citric acid and chloride anions. This work bas allowed us to âetermine the corrosion mechanisms and to identify some alloy compositions which demonstrate high-resistance against corrosion. The last part focusses on the evolution of surface structure and chemistry as a function of electrochemical stress. The topography, composition and structure of corroded samples were analysed. Ln addition, for AICrFe samples, we have highlighted an ageing phenomenon of the surfaces in ambient conditions. We have proposed a model describing the surface of these materials as a stacking of several layers with different chemistry. The surface ageing is modelled and related to the observed modifications of the chemical reactivity

Nous traitons de l'etude des proprietes physicochimiques et electroniques de couches minces de a-sige: h preparees par pecvd. Des mesures nucleaires telles que l'erda (elastic recoil detection analysis) et le rbs (rutherford backscatering spectroscopy) nous ont permis de connaitre les compositions absolues des elements presents et de deduire leur profil de concentration en profondeur. Les liaisons hydrogene ont ete etudiees par spectroscopie infra-rouge et effusion thermique d'hydrogene. Nous avons constate que la temperature de substrat au cours des depots est un parametre crucial pour l'incorporation d'hydrogene. Ces materiaux ont un gap modulable (decroissance lineaire avec le taux de ge en phase solide). Les defauts profonds ont ete etudies par resonance paramagnetique electronique, deflexion photothermique et photoluminescence. L'incorporation du germanium entraine un accroissement important de ces defauts. Grace a la photoluminescence nous avons place le defaut neutre a 0,85 ev de la bande de conduction pour les echantillons jusqu'a 40% de ge. Pour cette gamme d'alliage, le defaut majoritaire demeure la liaison insatisfaite sur le silicium

Etude d'alliages ternaires pbsbmg pour la mise au point d'un accumulateur au plomb allege. Etude par analyses thermiques directe et differentielle du diagramme des equilibres entre phases du systeme pb-sb-mg. Les differents domaines ont ete caracterises par essais de durete, diffraction de rayons x, microscopies optique et electronique. Les compositions sont determinees par spectrometrie d'emission plasma. Trace du diagramme polythermique a partir de cinq coupes isoplethiques; mise en evidence d'une nouvelle phase solide pb::(5)mg::(3)sb::(2). Dans les alliages riches en plomb, l'introduction du magnesium entraine une amelioration importante de la durete et de la charge a la rupture et un affinement de la microstructure. Conditions necessaires pour la preparation d'un alliage ternaire pbsbmg

Ce chapitre décrit les différents moyens d’élaboration des poudres et des fils métalliques. Il met également en exergue tous les facteurs importants concernant cette matière première en termes de caractéristiques physico-chimiques et de rhéologie des poudres. En s’appuyant sur différents outils de caractérisation, la matière première révèle une forte influence vis-à-vis des procédés utilisés et des propriétés d’usage visées.