Dissertations / Theses: 'Anodisation'

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Ben, Romdhane Anas. "Anodisation multifonctionnelle d'alliages Al-Si." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0336.

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Abstract:

Les alliages aluminium-silicium de fonderie sont fréquemment utilisés pour la fabrication de pièces pouvant avoir des géométries complexes ayant des applications diverses (automobiles/ pistons/ électroménager). Suite à la préparation des échantillons par polissage mécanique, une couche d’oxyde poreuse de quinze microns est déposée à la surface de l’AS12 par anodisation en milieu acide ou basique. Après anodisation, un colmatage avec des acides carboxylique et phosphonique est effectué dans le but d’augmenter les performances mécaniques et anti-corrosion des échantillons anodisés. Afin d’évaluer les performances des couches élaborées plusieurs techniques de caractérisation ont été employées : la microscopie (MEB/ MET) pour l’analyse morphologique, les analyses EDS pour la composition, les mesures électrochimiques (SIE) et non électrochimiques au bouillard salin pour l’évaluation de la tenue à la corrosion et les tests tribologiques pour la caractérisation de la tenue à l’usure. À cause des fissures dues au silicium traversant la couche d’oxyde, les échantillons anodisés en milieu acide sulfurique ont montré une tenue à la corrosion réduite par rapport à ceux oxydés en milieu alcalin où le silicium est totalement oxydé en surface. Par contre, la taille nanométrique des pores issues de l’anodisation sulfurique offre une meilleure tenue à l’usure. Le colmatage des échantillons anodisés en milieu sulfurique mène au bouchage des fissures engendrées par le silicium métallique et par la suite à l’amélioration de la tenue à la corrosion. Néanmoins, vue la large taille des pores issus de l’anodisation en milieu alcalin, aucune amélioration significative au niveau de la tenue à la corrosion n’a été constatée. De point de vue tenue à l’usure, le colmatage n’apporte pas de valeur ajoutée remarquable aux échantillons anodisés
Aluminum-silicon alloys are widely used for the manufacture of parts with complex geometries for various applications (automotive / pistons / household appliances). Following the preparation of the samples by mechanical polishing, a porous oxide layer of fifteen microns is grown on the surface of the AS12 by anodization in acid or basic medium. After the anodization, a process known as sealing with long-chain carboxylic or phosphonic acids is carried out in order to increase the mechanical and anti-corrosion performances of the anodized samples. In order to evaluate the samples, several techniques were used: microscopy (SEM/ TEM) for morphological characterization, EDS analysis for composition, electrochemical (EIS) and non-electrochemical salt spray measurements for corrosion resistance evaluation and tribological tests for wear resistance characterization. Because of the cracks due to the silicon crossing the oxide layer, the samples anodized in sulfuric acid medium are characterized by a reduced corrosion resistance compared to those oxidized in alkaline medium where the silicon is completely oxidized on the surface. On the other hand, the nanometric size of the pores resulting from the sulfuric anodization offers a better resistance to wear. The sealing of the anodized samples in sulfuric medium leads to the plugging of the cracks generated by the metallic silicon and subsequently to the improvement of the corrosion resistance. However, due to the large size of the pores resulting from the anodization in alkaline medium, no significant improvement in the corrosion resistance is obtained. From the wear resistance point of view, the sealing does not bring any remarkable added value to the anodized samples

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Taylor, Stephen. "Plasma anodisation of silica for VLSI." Thesis, University of Liverpool, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.316570.

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Kennedy, Gary Paul. "Gate dielectrics for ULSI produced by plasma anodisation." Thesis, University of Liverpool, 1992. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.240311.

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Mathis, Aude. "Anodisation du titane par oxydation micro-arc (MAO)." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0303.

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Abstract:

Le présent travail de thèse a pour but le développement du procédé de traitement de surface d’anodisation micro-arc (MAO), appliqué au titane et alliage de titane. L’objectif est de déterminer l’influence des paramètres tels que la nature du substrat (éléments d’alliage), la chimie de la solution électrolytique et les paramètres électriques, sur le comportement électrochimique in-situ des couches en formation, ainsi que sur les caractéristiques microstructurales et chimiques des revêtements. Des méthodes de caractérisations notamment morphologiques (imagerie MEB et MET), chimiques (EDS, DRX, diffraction des électrons, EELS) et électrochimiques ex-situ (potentiel libre, courbes de polarisation, SIE) sont utilisées afin d’étudier les revêtements formés. L’étude systématique réalisée par voltampérométrie et chronopotentiométrie a permis de différencier trois stades ou régimes d’anodisation (I/ classique, II/ micro-arc, et III/ d’arcs), caractérisés par une réponse électrochimique particulière de l’interface métal/électrolyte, et qui impacte les propriétés de revêtement finalement obtenues. Des modèles phénoménologiques sont proposés aux différents stades d’anodisation et en lien avec les paramètres du traitement MAO. Le titane commercialement pur de Grade 2 et l’alliage de titane Ti-6Al-4V (ou TA6V) ont été étudiés comparativement ; l’influence des éléments d’alliage (aluminium et vanadium) a été discutée sur la conduite du procédé. L’élaboration d’une solution électrolytique a été étudiée dans le but d’obtenir un revêtement épais, compact et composé majoritairement de titanate d’aluminium. L’incorporation dans les revêtements des éléments provenant de l’électrolyte a été discutée en lien avec la réponse électrochimique ; cette étude conduit à une proposition de mécanisme de croissance de couche où interviennent les éléments du substrat et les éléments d’alliage aux différents stades d’anodisation. L’étude des régimes pulsés unipolaires et bipolaires a permis de discuter l’effet des temps de pause et des pulsations cathodiques sur la réponse électrochimique du matériau et sur les propriétés des revêtements. L’étude du ratio des charges anodiques / cathodiques a montré qu’il s’agissait d’un paramètre essentiel pour garantir la croissance d’un revêtement à la fois épais, homogène et compact
This thesis manuscript relates to the study of process set up of an electrochemical surface treatment, called micro-arc oxidation (MAO), and applied to titanium and its alloys. The aim is to determine the influence of parameters such as nature of the substrate (alloying elements), chemistry of the electrolytic solution and electrical parameters, on the process. In-situ electrochemical behaviour of forming oxide layers is studied, as well as microstructural and chemical characteristics of formed coatings. Many methods mostly to characterize morphology (SEM, TEM imagery), chemistry (EDS, XRD, electron diffraction, EELS) and ex- situ electrochemical behaviour (OCP, polarizing, EIS) are used. Systematic study realised by voltamperometry and chronopotentiometry allowed to differentiate three anodizing stages (I/ conventional, II/ micro-arc, III/ of arcs), characterized by a particular electrochemical response of the metal/electrolyte interface, and which impacts obtained coating properties. Phenomenological models are proposed for each stage of anodizing and linked to MAO process parameters. Grade 2 commercially pure titanium and alloy Ti-6Al-4V (or TA6V) are comparatively studied; the influence of alloying elements (aluminium and vanadium) was discussed in relation with running of the process. Development of an electrolytic solution was carried out to obtain a thick and compact coating, mostly composed of aluminium titanate. Incorporation into the coating of elements from the electrolyte was discussed, and linked to in-situ electrochemical response; this study leaded to a proposed coating growth mechanism which involves elements from the substrate and from the electrolyte. Study of unipolar and bipolar pulsed regimes allowed discussing the effect of pause time and cathodic pulses on electrochemical response of the material and on coating properties. Study of the anodic / cathodic charge ratio showed it was an essential parameter to ensure growth of a thick, homogeneous and compact coating

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Bowen, Andrew. "Anodisation and study of oxide films formed on zirconium." Thesis, University of Nottingham, 1989. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.328407.

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Cicutto, Ludovic. "Élaboration innovante et anodisation locale de microélectrodes en aluminium." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30320.

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Abstract:

L'anodisation de l'aluminium est un traitement de surface connu et étudié depuis près d'un siècle. Toutefois, de façon surprenante, très peu de travaux ont concerné l'anodisation locale de l'aluminium, c'est-à-dire sur des surfaces inférieures au mm². Le premier but de ce travail a consisté à fabriquer des microélectrodes unitaires en aluminium, ce qui n'avait jamais été réalisé auparavant. Des essais ont été réalisés selon trois approches d'élaboration, à savoir la fusion du métal, l'étirage simultané et l'enrobage du fil conducteur. Au final, un protocole expérimental maîtrisé, répétable et innovant permet à présent la fabrication de microélectrodes d'aluminium 1050 de type disque-plan dont la surface active constitue un disque de 125 µm de diamètre, et le Rg, c'est-à-dire le rapport entre le diamètre total de l'électrode et le diamètre du métal, variant entre 2,5 et 9,5. Le deuxième objectif résidait dans l'anodisation de ces microélectrodes d'aluminium, en étudiant dans ce cas l'influence de différents paramètres opératoires clés (tension, composition de l'électrolyte et sa température) sur les caractéristiques des films anodiques. Les résultats ont d'une part confirmée des évolutions "classiques" de la porosité ou du diamètre des pores, mais ont d'autre part révélé des vitesses de croissance atypiques, associées spécifiquement à l'échelle microscopique. Le troisième et dernier challenge visait à tester la faisabilité d'élaborer un réseau de nanoélectrodes métalliques à l'intérieur des pores des films anodiques élaborés précédemment à l'extrémité des microélectrodes. Dans cette optique, différentes expérimentations ont été menées afin de réduire la couche barrière et limiter la réduction de l'eau, en vue d'électrodéposer du nickel métal dans la porosité. Au final, les présents travaux constituent l'initiation d'une voie d'élaboration prometteuse vers une nouvelle génération potentielle de capteurs tirant parti des propriétés d'un réseau d'ultramicroélectrodes ayant chacune la dimension d'un pore unitaire, soit un diamètre de 100 nm
Aluminum anodizing is a surface treatment that has been known and studied for nearly a century. However, in a surprising manner, very few works have been published about the local anodizing of aluminum, meaning on surfaces lower than a mm². The primary goal of this work consisted in fabricating unitary aluminum microelectrodes, which has never been reported. Tests have been carried out using three different approaches, that is using melted aluminum, the simultaneous pulling of a glass capillary, and the coating of a conducting wire. Ultimately, a controlled experimental procedure, repeatable and innovative, now allows the manufacturing of disk-shaped aluminum 1050 microelectrodes, the active surface of which is a 125 µm diameter disk and the Rg, which is the electrode total diameter on the metal diameter ratio, varying between 2,5 and 9,5. The second objective lied in the anodizing of these aluminum microelectrodes, while studying in this case the role of different key operating parameters (voltage, nature of the electrolyte and its temperature) on the anodic film characteristics. The results have, for one part, confirmed the "standard" evolution of the porosity and the pores diameter, but for the other part have also revealed extraordinary growth speed of the anodic film, which has specifically been associated with the microscopic scale. The third and last challenge was to test the possibility of elaborating a metal nanoelectrode array inside the pores of the anodic films previously achieved at the tip of the microelectrodes. In this context, various experiments have been carried out to thin the barrier layer and restrict the reduction of water with the idea of electrodepositing metallic nickel in the porous film. Finally, the present work represents the first step to a promising way of elaborating a potential new generation of sensors using the properties of an ultramicroelectrodes array, every single one of which having the dimension of a single pore, with a diameter of 100 nm

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Tshaka, Anele. "Synthesis of One-Dimensional TiO2 Nanotube Arrays by Potentiostatic Anodisation." University of the Western Cape, 2017. http://hdl.handle.net/11394/6198.

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Abstract:

Magister Scientiae - MSc (Microbiology)
TiO2 nanomaterials, in particular nanotubes, are some of the most studied materials, as they are considerably important in technological and biological applications due to their unique electronic properties and biocompatibility. For example, vertically aligned TiO2 nanotubes play a crucial role in photovoltaics as they enhance the charge separation as a result of their excellent photo-catalytic properties in the presence of organic dye molecules, and provide a superior one-dimensional transport route compared to nanoparticle films. There are numerous techniques used to synthesise TiO2 nanotubes, such as chemical vapor deposition (CVD), template based techniques, anodisation, to name but a few. However, due to its non-toxicity environmental friendliness and cost-effectiveness, anodisation is the most common technique to synthesise TiO2 nanotubes. In addition anodisation allows for control over the morphology when tailoring the anodisation parameters such as voltage, concentration, temperature and duration. It is well-documented that the as-synthesised TiO2 nanotubes via anodisation technique are amorphous and require post-treatment at elevated temperature (above 280 degrees C) to induce crystallinity into anatase phase. Further increase in annealing temperature results in crystallisation in either rutile or mixed phase structure.

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Gasco, Owens Ana Sofía. "Anodisation pulsée de l’aluminium en milieu sulfurique : mécanismes et applications." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0025.

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Abstract:

Les procédés d’anodisation pulsée/cyclique sont de plus en plus attrayants depuis un certain temps, principalement parce qu’avec cette technologie, il est possible de créer des couches poreuses d’oxyde d’aluminium anodique (AAO) avec une morphologie adaptée. Malheureusement, la conception de ces signaux des pulsations complexes reste empirique en raison du manque de connaissances de base sur les mécanismes se produisant au cours des processus. Les travaux présentés visent à faire la lumière sur cette question, en gardant à l’esprit que ces informations pourraient être utilisées pour prédire et concevoir de nouvelles nanostructures ainsi que pour optimiser le processus lui-même. A cette fin, cette recherche combine des mesures électrochimiques in situ (polarisation, SIE, OCP) avec des observations morphologiques ex situ (FE-MEB, imagerie METB) pour identifier les mécanismes impliqués lors d’ : (i) une diminution de potentiel du domaine anodique jusqu’à la limite du domaine cathodique (balayage potentiodynamique inverse) sur Al pré-anodisé, (ii) un procédé d’anodisation par pulses bipolaires sur Al, et (iii) un procédé d’anodisation par pulses unipolaires sur Al pur et sur AA2024. En outre, un signal de pulse bipolaire est conçu pour obtenir un AAO avec un aspect blanc caractérisé par spectrophotométrie, et un signal de pulsation unipolaire pour anodiser avec un taux de croissance élevé sans endommager l’intégrité de la couche anodique par le phénomène de combustion
Pulse/cyclic anodizing processes have been gaining attraction for some time now, mainly because, with this technology, it is possible to create porous anodic aluminum oxide (AAO) layers with a tailored morphology. Unfortunately, the design of these complex pulse signals remains empirical due to the lack of basic knowledge of the mechanisms occurring during the processes. The presented work aims to shed some light on that matter, keeping in mind that this information could be used to predict and design new nanostructures as well as to optimize the process itself. To this end, this research combines in situ electrochemical measurements (polarizing, EIS, OCP) with ex situ morphological observations (FE-SEM, STEM) to identify the mechanisms occurring throughout: (i) a decrease of potential from the anodic domain to the limit of the cathodic one (reverse scan polarization) of a classic-anodized Al, (ii) a bipolar pulse anodizing process on Al, and (iii) a unipolar pulse anodizing process on pure Al and on AA2024. Additionally, a bipolar pulse signal is designed to obtain an AAO with a white aspect characterized by spectrophotometry, and a unipolar pulse signal to anodize with a high growth rate without damaging the integrity of the anodic layer through the burning phenomenon

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Chalier, Florence. "Synthèse, caractérisation et étude de l'oxydation anodique de nouvelles triarylphosphines hétérosubstituées." Aix-Marseille 3, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX3A016.

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Capek, David. "Contribution à l'étude de l'oxydation anodique du titane en milieu sulfurique." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2077.

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Abstract:

Cette thèse décrit le comportement électrochimique (anodique) d'un titane commercialement pur associé à des observations physiques de surface. Des études chrono-ampérométriques ont révélé une augmentation de la densité de courant attribuée `a la création de fissures dans la couche d'oxyde. Ce phénomène est confirmé par plusieurs techniques spectroscopiques (impédance électrochimique) et microscopiques (microscopies optique, électronique à balayage, à force atomique). Les travaux menés, au potentiel libre, sur différentes surfaces ayant subis des modifications variées permettent de mieux comprendre la complexité du système. Sur la base de ces différents résultats obtenus durant cette recherche, une nouvelle hypothèse sur l'anodisation potentiostatique de longue durée est proposée
This thesis describes the electrochemical behaviour of commercial pure titanium together with observed physical response of the surface. Long-time chrono-amperometric investigations reveal a local increase in current density which is attributed to creation of cracks in anodic oxide film. This phenomenon is confirmed by several techniques (optical microscopy, SEM, AFM, EIS). Measurement of an open circuit potential of various surface modifications under different conditions helps to understand the total complexity of the system. On the basis of the presented research a new hypothesis on a long-time potentiometric anodisation is formed

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Grand-Clément, Zwilling Valérie. "Mécanisme de croissance de films anodiques compacts et poreux sur titane et alliages en milieux chromiques." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0802.

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Abstract:

Ce travail porte sur la compréhension des mécanismes de croissance des films compacts et poreux sur le titane et le TA6V en milieux chromique et chromique fluore. La démarche expérimentale s'appuie sur des approches électrochimiques (voltamétrie, chronoampérométrie), morphologiques (MEB- HR, MET, diffraction électronique en incidence rasante, profilométrie) et physico-chimiques (XPS, SIMS, NRA, RBS, Mouillage). L'influence des paramètres tels que la composition de l'électrolyte, la nature et la composition du substrat, la tension d'anodisation, le temps de traitement, la luminosité, et la procédure d'anodisation sur les caractéristiques des oxydes a été étudiée. Des réactions électrochimiques mettant en jeu des espèces chimiques du vanadium permettent d'expliquer la mise en évidence de la structure biphasée du TA6V lors de l'anodisation. Le diamètre des pores augmente avec la tension quelques soient le substrat et la phase considérés ; pour une tension donnée et quelque soit le substrat, il augmente avec le temps pour se stabiliser pour des temps de traitement supérieurs à 10 min. Par exemple, pour une tension donnée et la phase d'un substrat de TA6V, les dimensions des pores pour des tensions de 5V et 10V sont respectivement de (22+-2)nm et de (30+-2)nm. Un temps critique de traitement compris entre 6 et 10 min semble pouvoir être défini. L'invariance du diamètre des pores a pu être corrélée à l'invariance de la couleur, de la composition, ou de la densité de courant. En terme de structure, l'augmentation du taux de cristallinité en fonction de la tension et/ou du temps de traitement a pu être montrée. L'analyse des travaux issus de la littérature et la confrontation de l'ensemble des caractérisations ont permis de dégager une analogie entre la formation des oxydes compacts et poreux. Celle-ci a permis de proposer un processus de croissance pour ces couches. Les films compacts seraient issus d'un empoisonnement de la surface par des espèces liées au Cr(VI). A partir d'une certaine valeur de potentiel et en présence d'acide fluorhydrique, il y a formation d'un oxyde poreux. L'espèce fluorée active jouerait alors le rôle d'antidote.

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Halimaoui, Aomar. "Contribution à l'étude de l'oxydation électrochimique du silicium en milieu organique et en milieu aqueux et réalisation de couches d'oxyde minces et ultra-minces pour des applications en microélectronique." Grenoble 1, 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10028.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'etude de l'oxydation electrochimique du silicium monocristallin en milieu organique et en milieu aqueux. Les proprietes des couches d'oxyde obtenues sont etudiees en relation avec les parametres physico-chimiques de l'electrolyse et en vue d'une application en microelectronique. Dans la premiere partie de ce travail, consacree a l'oxydation en milieu organique, le choix de l'acetronitrile, qui est un solvant non oxygene, a permis de determiner sans ambiguite la nature de l'agent oxydant. Nous avons montre que le transport ionic, pendant l'electrolyse, a travers la couche d'oxyde s'effectue par un mecanisme de conduction par sauts. Les couches d'oxyde obtenues en milieu organique sont sous certains aspects comparables a celles obtenues par oxydation thermique. Cependant, il a ete mis en evidence une forte densite de charges fixes attribuee a la contamination de l'oxyde par les produits d'oxydation electrochimique du solvant. Les 2eme et 3eme parties sont consacrees a l'oxydation du silicium en milieu aqueux. Apres une etude du systeme silicium/solution, nous discutons, dans la 2eme partie, les mecanismes mis en jeu pendant l'oxydation du silicium en milieu aqueux. La 3eme partie est consacree a l'elaboration de couches d'oxyde dans l'eau ultra pure et a leur caracterisation. Des couches tres homogenes, dans la gamme 2 a 10 nm peuvent etre facilement obtenues. Leurs qualites sont tout a fait conformes a celles requises par un dielectrique de grille en microelectronique

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Gharbi, Ahmed. "Développement de nouveaux procédés d'isolation électrique par anodisation localisée du silicium." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694394.

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Abstract:

L'industrie microélectronique est régie depuis plusieurs années par la loi de miniaturisation. En particulier, en technologie CMOS, les procédés de fabrication de l'oxyde permettant l'isolation électrique entre les transistors nécessitent sans cesse d'être améliorés pour répondre aux défis de cette loi. Ainsi, on est passé du procédé d'isolation par oxydation localisée de silicium (LOCOS) au procédé d'isolation par tranchées (STI). Cependant, ce dernier a montré pour les technologies en développement des limitations liées au remplissage non parfait par la silice de tranchées de moins en moins larges (Voiding) et au ''surpolissage'' des zones les plus larges (Dishing). Le procédé FIPOS (full isolation by porous oxidation of silicon) a été donc proposé comme solution alternative. Il est basé sur la formation sélective et localisée du silicium poreux qui est transformé ensuite en silice par un recuit oxydant. Cette piste prometteuse a constitué le point de départ de ce travail. Dans ce contexte, la thèse s'est focalisée sur deux axes principaux qui concernaient d'une part la maîtrise du procédé d'anodisation électrochimique pour la formation du silicium poreux et d'autre part l'optimisation du procédé d'oxydation. Dans une première partie de notre travail, l'analyse des caractéristiques courant-tension I-V menée sur le silicium durant son anodisation électrochimique a permis de montrer que la formation du silicium poreux dépend fortement de la concentration en dopants. Cette propriété nous a permis de développer une technique simple d'extraction du profil de dopage dans le silicium de type p par voie électrochimique. On a montré que la résolution en profondeur de cette technique est liée au niveau du dopage et s'approche de celle du SIMS (spectroscopie de masse d'ions secondaires) pour les fortes concentrations avec une valeur estimée à 60 nm/décade. Dans une deuxième partie, nous avons mis en évidence la formation localisée du silicium poreux oxydé. En effet, un choix judicieux du potentiel d'anodisation permet de rendre poreux sélectivement des régions fortement dopées implantées sur un substrat de silicium faiblement dopé. Ces régions sont ensuite transformées en oxyde par un recuit oxydant. Par ailleurs, les conditions optimales des processus d'oxydation et d'anodisation permettant d'obtenir un oxyde final de bonne qualité diélectrique sont analysées.

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Garbi, Ahmed. "Développement de nouveaux procédés d’isolation électrique par anodisation localisée du silicium." Thesis, Lyon, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAL0072/document.

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Abstract:

L’industrie microélectronique est régie depuis plusieurs années par la loi de miniaturisation. En particulier, en technologie CMOS, les procédés de fabrication de l’oxyde permettant l’isolation électrique entre les transistors nécessitent sans cesse d’être améliorés pour répondre aux défis de cette loi. Ainsi, on est passé du procédé d’isolation par oxydation localisée de silicium (LOCOS) au procédé d’isolation par tranchées (STI). Cependant, ce dernier a montré pour les technologies en développement des limitations liées au remplissage non parfait par la silice de tranchées de moins en moins larges (Voiding) et au ‘‘surpolissage’’ des zones les plus larges (Dishing). Le procédé FIPOS (full isolation by porous oxidation of silicon) a été donc proposé comme solution alternative. Il est basé sur la formation sélective et localisée du silicium poreux qui est transformé ensuite en silice par un recuit oxydant. Cette piste prometteuse a constitué le point de départ de ce travail. Dans ce contexte, la thèse s’est focalisée sur deux axes principaux qui concernaient d’une part la maîtrise du procédé d’anodisation électrochimique pour la formation du silicium poreux et d’autre part l’optimisation du procédé d’oxydation. Dans une première partie de notre travail, l’analyse des caractéristiques courant-tension I-V menée sur le silicium durant son anodisation électrochimique a permis de montrer que la formation du silicium poreux dépend fortement de la concentration en dopants. Cette propriété nous a permis de développer une technique simple d’extraction du profil de dopage dans le silicium de type p par voie électrochimique. On a montré que la résolution en profondeur de cette technique est liée au niveau du dopage et s’approche de celle du SIMS (spectroscopie de masse d'ions secondaires) pour les fortes concentrations avec une valeur estimée à 60 nm/décade. Dans une deuxième partie, nous avons mis en évidence la formation localisée du silicium poreux oxydé. En effet, un choix judicieux du potentiel d’anodisation permet de rendre poreux sélectivement des régions fortement dopées implantées sur un substrat de silicium faiblement dopé. Ces régions sont ensuite transformées en oxyde par un recuit oxydant. Par ailleurs, les conditions optimales des processus d’oxydation et d’anodisation permettant d’obtenir un oxyde final de bonne qualité diélectrique sont analysées
The microelectronic industry is still ruled up to now by the law of miniaturization or scaling. In particular, in CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) technology, the oxide allowing electric isolation between p- and n-MOS transistors has also been scaled down and has then exhibited different technological processes going from LOCOS (local oxidation of silicon) to STI (shallow trench isolation) and arriving to FIPOS (full isolation by porous oxidation of silicon). The latter seems to be the most promising alternative solution that can overcome actual limitations of voiding and dishing encountered in the STI process. The approach, which is based on selective formation of porous silicon and its easy transformation to silicon dioxide, has aroused our motivation to be well studied. In this context, the PhD project has first focused on the understanding of electrochemical porous silicon formation, and then on the study of porous silicon oxidation. In a first part of our work, we emphasize the dependence of porous silicon formation with the silicon doping concentration through the investigation of current-voltage I-V characteristics measured on p- and n-type silicon electrodes during electrochemical anodization. Taking advantage of this dependence, we have developed a very simple electrochemical method allowing an accurate determination of doping profiles in p-type silicon. It has been shown that the depth resolution of the technique is readily linked to the doping level and it approaches that of the secondary ion mass spectroscopy (SIMS) analysis for high doping concentrations with an estimated value of 60 nm/decade. In a second step, we highlight the selective formation of oxidized porous silicon. In fact, with a correct choice of the applied potential during anodization, only highly doped regions implanted on a lightly doped silicon wafer are preferentially turned into porous silicon and subsequently oxidized. Furthermore, we give the optimum conditions for oxidation and anodization processes which result in an insulating oxide of reliable dielectric properties

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Guillaume, Nicolas. "Vers la réalisation de composants nanoélectroniques par anodisation localisée par AFM." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0127/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse se compose de deux parties : tout d’abord nous avons caractérisé sur le plan morphologique des motifs de TiOx réalisés par anodisation localisée par AFM (LAO) dans des couches pleines plaques de 5 nm de titane. Nous avons étudié l’influence de la tension d’oxydation, de la vitesse de balayage de la pointe AFM, de l’humidité relative de l’environnement, du mode AFM (contact ou intermittent) et du type de pointe. Les motifs les plus fins atteignent une largeur à mi-hauteur de 21 nm pour 2.2 nm de hauteur, ils sont obtenus avec une pointe PtSi utilisée en mode intermittent sous une tension de polarisation de -7V, une vitesse de balayage de 0.4 µm.s-1 et dans un environnement comportant une humidité de 43%. La deuxième partie de notre travail a été consacrée à l’élaboration et à la caractérisation de jonctions planaires MIM Ti/TiOx/Ti. Ces jonctions sont des motifs TLM de titane comportant une ligne transverse de TiOx réalisée par LAO. Lorsque les jonctions sont stressées électriquement sous air, une transformation morphologique irréversible se produit pour une densité de courant et un champ électrique atteignant de l’ordre de 7.1010 A.m-2 et 3.107 V.m-1 respectivement. Des analyses chimiques et structurales basées sur la microscopie électronique à transmission ont montré que la ligne initiale de TiOx amorphe s’était considérablement élargie et est constituée d’une zone de TiOx cristallin. Cette transformation peut être évitée en appliquant le stress électrique sous vide. Enfin des mesures électriques en température ont permis d’élucider les mécanismes de conduction : émission Schottky sous vide et conduction ionique sous air
This work is divided in two specific parts: first of all we caracterized oxide patterns made by local anodic oxidation using an AFM on 5nm titanium wafers. We caracterized the morphology of the patterns. We studied the influence of several parameters such as oxidation voltage, writing speed of the AFM tip, relative humidity of the environment, AFM modes (contact or tapping)and the type of the tips we used. Most thinnest pattern we made reaches a full width at half maximum of 21nm with a 2.2nm height. It was obtained using a PtSi coating tip in tapping mode with an oxidation voltage of -7V, a writing speed of 0.4 um/s and a relative humidity of 43%. The second part of our work was dedicated to the realization and the characterization of planar MIM junction Ti/TiOx/Ti. These junctions are TLM patterns with a TiOx line cross-ways over the microwire of the TLM pattern. When the junctions are stressed electrically under ambient atmosphere, an irreversible morphological transformation is happenning for a current density and an electric field of 7.1010 A/m² and 3.107 V/m respectively. Chemical and structural analysis based on transmission electronic microscopy have shown that the initial amorphous TiOx junction have grown importantly with an area of crystalline TiOx. This transformation can be avoided by applying the electric stress under vacuum. Finally, electrical measurements in temperature highlighted the transport mecanisms within the junction: Schottky emission under vacuum and ionic conduction under ambient atmosphere

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Pernot-Gehin, Aurélie. "Etude des procédés de colmatage d’alliages d’aluminium anodisé." Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10113/document.

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Abstract:

Afin de rechercher des alternatives au traitement à base de sels de nickel, la caractérisation de nouveaux traitements de colmatage et leurs résistances à la corrosion sur les alliages d’aluminium anodisé ont été réalisée. L’étude morphologique des couches anodiques a montré que les pores n’étaient pas bouchés après l’étape de colmatage. Seule une couche superficielle est observée pour certains traitements de colmatage. La couche d’oxyde anodique colmatée ou non est composée d’alumine et d’oxyhydroxyde d’aluminium avec incorporation d’ions sulfates. La teneur de ces ions est moins importante dans la couche d’oxyde après colmatage. En effet, pendant ce traitement a lieu un mécanisme de diffusion dans la couche des espèces « colmatantes » qui conduit à la sortie des ions sulfates. La protection contre la corrosion du composé « colmatant », adsorbé dans les nanoporosités ou fixé dans une couche superficielle, reste très dépendante de l’alliage et des défauts présents dans les couches à l’échelle microscopique après l’étape d’anodisation
In order to replace nickel-based sealing process, the characterization of new treatments of sealing and their corrosion resistances on anodic aluminum alloys were carried out. The morphological study showed that the pores were not stopped after the stage of sealing. Only a surface layer is observed for certain treatments of sealing. The anodic oxide coating sealed or not is made up of alumina and aluminum oxyhydroxide with incorporation of ions sulphates. The content of these ions is less important in the oxide coating after sealing during this treatment one observes the diffusion in the layer of the "sealing" species which leads to the exit of the ions sulphates. The anticorrosion properties of the "sealing" compound adsorbed in the nanoporosities or fixed in a surface layer remains very dependent on alloys and the defects present in the layers at the microscopic scale after the anodization

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Cartwright, Tim. "Non-standard anodisation processes for the pretreatment of structurally bonded aluminium alloys." Thesis, University of Aberdeen, 2005. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.420770.

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Le, Coz François. "Elaboration et caractérisations de films anodiques hautement ordonnés, obtenus à partir de substrats d'aluminium." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/229/.

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Abstract:

Des études antérieures ont montré que des films poreux parfaitement organisés pouvaient être obtenus par anodisation de l'aluminium. Toutefois, le choix des paramètres d'élaboration demeurait le plus souvent empirique, et la composition physico-chimique de ces films aux échelles méso et nanoscopiques restait à établir. Au cours de ces travaux, un soin particulier a été apporté au conditionnement du substrat d'aluminium, l'obtention d'un état de surface de grande qualité étant essentielle. Puis, une nouvelle méthode d'élaboration de films hautement ordonnés a été développée. Les caractéristiques de ces structures ont alors été corrélées aux paramètres imposés. Des post-traitements permettant de s'affranchir du substrat, d'ajuster les diamètres des pores et d'éliminer la couche barrière ont ensuite été étudiés. Enfin, des analyses ont permis de déterminer la composition globale de ces films, mais également d'identifier et d'analyser les différentes parties constituant chaque cellule
Previous academic studies showed that highly ordered Anodic Aluminium Oxide (AAO) films can be obtained by anodizing. Nevertheless, the choice of the experimental parameters was most often empirical, and the physicochemical composition of these films at meso and nanoscopic scales was to be established. In this research work, the influences of the substrate pre-treatment steps were particularly examined, obtaining a high quality surface being essential. Then a new elaboration pathway of highly ordered AAO films was developed. Correlations between the preparation parameters and the characteristics of the elaborated templates were especially studied. Post treatments allowing separation of films from substrate, adjustment of pores diameters and removal of the barrier layer were then studied. Finally, the films compositions were extensively investigated, to identify the chemical compounds and to evaluate their contents in the different parts constituting each basic cell

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Regonini, Domenico. "Anodised TiO2 nanotubes : synthesis, growth mechanism and thermal stability." Thesis, University of Bath, 2008. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.492286.

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Abstract:

Anodised titanium dioxide (titania, TiO2) nanotubes have been widely studied over the last few years, following the discovery in 1999 of nanoporous TiO2 films prepared via anodisation in aqueous solution containing small quantities of hydrofluoric acid. The synthesis of nanotubular titania by anodisation, a relatively simple and low cost technique, represents a motivation for scientists, considering the impact that such a material could have on a variety of applications, including gas-sensing, biomedical, photocatalysis, and photovoltaics. This research project has focused on the optimisation of the growth process of anodic titania nanotubes, both in an aqueous (NaF/Na2SO4) and an organic (Glycerol/NaF) electrolyte containing fluorine ions. Reproducibility and the ability to generate anodic films having a thickness of several micrometers are fundamental steps to be achieved before investigating any possible application of the nanotubes. To characterise the anodic specimens and build upon the general lack of information on the growth mechanism, a comprehensive study of the different stages of the process has been performed, using Scanning and Transmission Electronic Microscopy (SEM and TEM). Among the questions to be addressed in this thesis, is to establish whether the anodic film undergoes a transition from pores to tubes or develops a tubular morphology from the beginning of its growth. Additional characterisation of the anodisation process includes the study of current-time curves, and chemical composition analysis of the anodic layers using X-ray Photo-Electron Spectroscopy (XPS). The thermal stability of the nanotubes and structural/morphological changes as a result of heat treatment at different temperatures were also studied, again using SEM, TEM, XPS and Raman spectroscopy. The final part of the thesis is dedicated to preliminary work on the use of anodised TiO2 nanotubes in Dye Sensitized Solar Cells (DSSCs), along with suggestions for future works and general conclusions.

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Périchon, Stéphanie. "Technologie et propriétés de transport dans les couches épaisses de silicium poreux : applications aux microsystèmes thermiques." Lyon, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAL0043.

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Abstract:

Le silicium meso-poreux, obtenu par attaque électrochimique du silicium monocristallin, présente une conductivité thermique proche de celle de l’oxyde de silicium. C’est donc un excellent candidat pour assurer l’isolation thermique des micro-capteurs sur silicium tout en garantissant la stabilité mécanique de la micro-structure. Une méthode d’anodisation pulsée, double face du silicium a été mise au point afin d’obtenir des couches de silicium poreux épaisses et homogènes en profondeur permettant même d’anodiser toute l’épaisseur du substrat. Leur caractérisation thermique a été réalisée par spectroscopie micro-Raman afin de déterminer les paramètres d’anodisation (densité de courant, durée) et les traitements d’oxydation post-anodisation conduisant à une conductivité thermique optimale, inférieure à 1 W/m. K. Les résultats expérimentaux corroborent notre modèle théorique du transport thermique dans ce matériau nano-structuré. L’optimisation technologique des couches de silicium poreux localisées à la surface du substrat est obtenue en terme de stabilisation physico-chimique par oxydation à basse température et d’encapsulation par un film diélectrique. La modélisation analytique et la simulation par éléments finis du support thermique du micro-capteur ont conduit à la définition de son architecture. Enfin, deux microsystèmes pour la mesure de la conductivité thermique tissulaire sont conçus et réalisés sur des caissons de silicium poreux oxydés de 100 µm d’épaisseur : une structure mini-invasive en forme d’aiguille et une structure de surface à symétrie cylindrique. Les éléments actifs du micro-capteur sont déposés et lithographiés à la surface du silicium poreux : deux thermistances en polysilicium implanté phosphore et une thermopile polysilicium N+/aluminium à 5 ou 11 jonctions. Les résultats expérimentaux ont montré l’efficacité de l’isolation thermique du silicium poreux oxydé et dégagé les perspectives d’optimisation pour diverses filières de micro-dispositifs thermiques
Meso-porous silicon, achieved by electrochemical etching of monocrystalline silicon, has a low thermal conductivity, close to that of silicon oxide. Thus it can be used as a new thermal insulation material for thermal effect microsystems also ensuring their mechanical stability. In order to form in-depth homogenous porous silicon layers, the anodisation process of silicon is modified in a so-called “double side pulsed anodisation method”. Porous silicon layers as thick as the initial substrate were achieved this way. A new measurement method based on micro-Raman scattering is used to relate technological and morphological parameters of porous silicon to its thermal properties. A thermal conductivity optimum is determined regarding anodisation current density and oxidation temperature used as a post-anodisation treatment. Experimental results correspond to our theoretical approach of the thermal transport in a nano-structured material such as porous silicon. Implementation of a patterned porous silicon layer in a sensor flow chart is studied in terms of chemical stabilisation treatments (oxidation) and electrical passivation. A technological and thermal compromise of the porous silicon layer is established. An analytical model as well as a finite element simulation of the thermal structure lead to an optimised thermal sensor substrate. Finally two thermal microsensors for in-vivo tissue thermal conductivity measurements were designed based on a 100 µm thick oxidized porous silicon layer: a micro-needle and a surface sensor. Thermo-electrical and thermo-resistive devices are deposited on top of the porous silicon layer: two phosphorous implanted polysilicon resistors and a N+-polysilicon/aluminium thermopile. Experimental results on both sensors have shown the efficiency of porous silicon as a thermal insulator and drawn future prospects on various thermal micro-device process

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Escobar, Julien. "Élaboration et caractérisations de films anodiques composites lubrifiants à base de PTFE sur substrat d'aluminium." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2543/.

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Abstract:

Les objectifs de ce travail ont consisté à élaborer un film anodique modèle sur substrat d'aluminium, puis des revêtements composites lubrifiants à base de PTFE soit par dépôt en surface soit par incorporation au sein même du film anodique, et enfin d'évaluer rigoureusement l'incidence de la localisation du lubrifiant, vis-à-vis des propriétés tribologiques et mécaniques de ces deux types de composites. L'influence des différentes étapes de traitements de surface, en particulier de l'anodisation en milieu phosphorique, a tout d'abord été étudiée, ce qui a permis l'obtention d'un film anodique modèle de (10,0±0,5)µm d'épaisseur et présentant des pores non connectés de (200±15)nm de diamètre moyen. Les premières techniques de dépôt des particules de PTFE (90 ou 220nm) ont été des sédimentations soit naturelle, soit par ultrasons, soit améliorée par évaporation du solvant, cette dernière ayant permis l'incorporation des particules. Puis, nous avons opté pour une électrophorèse cathodique en milieu aqueux, en mode de tension pulsée, ce qui a permis de limiter l'électrolyse de l'eau et au final d'incorporer des particules de PTFE. Des caractérisations (FEG-SEM, EDX et Raman confocal) ont permis pour la première fois de caractériser in situ ces incorporations et de proposer des taux d'inclusion dans chacun des cas. Enfin, l'influence de l'incorporation du PTFE dans le film anodique a été étudiée au regard des propriétés tribologiques et mécaniques du composite. Il a été notamment démontré que, suivant la quantité de PTFE incorporée, la durée de vie des films composites a été significativement améliorée vis-à-vis de l'usure
The objectives of this study were to prepare a standard porous anodic film on an aluminium substrate, and then composite coatings with PTFE lubricant either on the surface or within this anodic film, and finally to evaluate the real impact of the location of the lubricant, on the tribological and mechanical properties of these two types of composites. The influence of the different steps of surface treatments, especially the anodization performed in phosphoric acid electrolyte, has been studied. We successfully prepared a standard anodic film, (10. 0±0. 5) microns thick, with unconnected pores showing (200 ±15) nm as average diameter. The deposition techniques firstly used, were sedimentations either natural or ultrasonic or improved by solvent evaporation. This last technique enabled the effective incorporation of the particles. Then, in order to overcome the limitations of these techniques, we performed cathodic electrophoresis in an aqueous medium, using pulsed voltage mode, which limited the electrolysis of water and finally allowed the effective incorporation of PTFE particles. Characterizations (FEG-SEM, EDX and Confocal Raman) enabled for the first time to characterize in situ these incorporations and to propose inclusion rates in each case. Finally, the influence of the incorporation of PTFE in the anodic film was analyzed regarding tribological and mechanical properties of the composite. It has been shown that, depending on the amount of incorporated PTFE, the lifetime of the composite films was significantly improved regarding wear

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Newby, Pascal. "Implémentation de procédés de fabrication et d'intégration du silicium poreux." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1522.

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Abstract:

Le domaine des MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) est en pleine expansion, et plusieurs types de dispositifs requièrent des solutions d'isolation thermique efficace. Les solutions actuelles ne sont soit pas assez performantes, ou alors limitent les procédés de fabrication. Il existe donc un besoin pour une solution d'isolation thermique efficace et compatible avec les techniques actuelles de microfabrication sur silicium.Le silicium poreux est un candidat de choix, puisque sa conductivité thermique est inférieure de deux à trois ordres de grandeur à celle du silicium cristallin massif. De plus, ce matériau est fabriqué à partir des gaufres de silicium couramment utilisées pour la fabrication des MEMS, ce qui le rend a priori compatible avec les procédés de microfabrication standards. Finalement, il est possible de contrôler la localisation des zones porosifiées, facilitant son intégration dans des dispositifs. La fabrication du silicium poreux nécessite par contre quelques équipements et procédés bien spécifiques. Ce mémoire présente le développement et la mise en oeuvre, à l'Université de Sherbrooke, des équipements et procédés indispensables à la porosification du silicium et son intégration dans les procédés de microfabrication. Les équipements et procédés ont été choisis en ciblant l'application d'isolation thermique dans les MEMS. Plus précisément, un banc de porosification du silicium complet a été installé, avec plusieurs cellules d'anodisation et un générateur contrôlable. Ensuite ce système a été testé et calibré, et les procédés de base ont été mis au point, à savoir la porosification en elle-même, le séchage du matériau et sa stabilisation structurale. Des méthodes de caractérisation de la porosité et la vitesse de porosification ont été également été implémentées. Deux types de masques, pour la porosification localisée, ont également été développées [i.e. développés] : le premier est formé d'une couche de Si[indice inférieur 3]N[indice inférieur 4] LPCVD (Low Pressure Chemical Vapour Deposition) et le deuxième d'une couche de Si[indice inférieur 3]N[indice inférieur 4] PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) et d'une couche d'or. Finalement, la photolithographie sur silicium poreux a été étudiée. Ainsi, une méthode de photolithographie à base de résine solide, sous forme de film, a été élaborée. Cette méthode constitue une alternative intéressante aux photorésines classiques, dont l'utilisation pose des problèmes de compatibilité avec le silicium poreux. Cette résine a été utilisée comme résine de soulèvement et masque de gravure plasma, et a donné de bons résultats, malgré quelques problèmes d'adhérence. Des essais préliminaires de gravure plasma ont également été menés et ont donné des résultats plutôt prometteurs, avec notamment un taux de gravure deux à trois fois supérieur à celui du silicium. Ainsi, à l'issue de ces travaux de maîtrise, les équipements et procédés nécessaires à la fabrication et l'intégration du silicium poreux dans les MEMS, pour les applications à moyenne température, ont été implémentées [i.e. implémentés].

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Martinez, Claire-Marie. "Synthèse de métabolites de la méthylènedioxymétamphétamine susceptibles d'être impliqués dans la neurotoxicité de l'ecstasy." Paris 5, 2011. http://www.theses.fr/2011PA05P616.

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Abstract:

La 3,4-méthylènedioxyméthamphétamine (MDMA, ecstasy) est une drogue chirale qui induit des effets toxiques durables au niveau des neurones sérotoninergiques. Comme l’administration centrale de MDMA ne reproduit pas la neurotoxicité sérotoninergique, des métabolites systémiques jouent probablement un rôle dans le développement de la neurotoxicité. Dans la première partie de la thèse, une nouvelle synthèse de la 2,4,5-trihydroxyméthamphétamine (THMA), et de son conjugué 6-N-acétylcystéinyl-2,4,5-trihydroxyméthamphétamine (6-NAC-THMA), deux métabolites issus de l’hydroxylation du noyau aromatique de MDMA, a été réalisée avec de bons rendements. Dans la seconde partie, la neurotoxicité de THMA, ainsi que celle de 6-NAC-THMA, a été évaluée : les résultats indiquent que ces deux métabolites ne peuvent être tenus pour responsables de la neurotoxicité de MDMA sans exclure que des espèces indoliques ou d’autres métabolites puissent être impliqués. Comme la chiralité des métabolites n’a jamais été prise en compte jusqu’ici dans les études réalisées in vivo, dans la troisième partie partie de la thèse, la première synthèse totale de l’énantiomère (S)-3,4-dihydroxyméthamphétamine [S-(+)-HHMA], métabolite de phase I issu de la déméthylénation de MDMA, a été réalisée en six étapes (rendement global 45%, ee 99%), à partir de la L-N-BOC-alanine (ee 99%) choisie comme source de chiralité. Enfin, la synthèse des conjugués optiquement actifs dérivés de HHMA à partir de S-(+)-HHMA comme précurseur, ou de R-(-)-HHMA antérieurement préparé au laboratoire, a été réalisée en utilisant l’oxydation électrochimique comme mime de l’oxydation enzymatique par les CYP 450
3,4-Methylenedioxymethamphetamine (MDMA, ecstasy) is a chiral drug of abuse that produces lasting effects on brain serotonin (5-HT) neurons. As central administration of MDMA fails to produce 5-HT neurotoxicity, systemic metabolites probably play a role in the development of neurotoxicity. In the first part of the thesis, novel high-yield syntheses of 2,4,5-trihydroxymethamphetamine (THMA) and its N-acetyl-cysteinyl (NAC) conjugate (6-NAC-THMA), two metabolites arising from MDMA ring hydroxylation biotransformation step are reported. In the second part, the neurotoxicity profile of THMA and its 6-NAC-THMA conjugate is described: the results suggest that neither THMA nor 6-NAC-THMA is directly responsible for MDMA neurotoxicity but leave open the possibility that other forms of THMA (oxidized cyclic forms) or other metabolites could be involved. Because the chirality of MDMA metabolites was not considered in previously reported in vivo studies, in the third part of the thesis, the first total synthesis of (S)-3,4-dihydroxymethamphetamine [S-(+)-HHMA], a phase I metabolite generated through O-demethylenation, is achieved through six steps, in 45% overall yield and 99% enantiomeric excess (ee), starting from L-N-BOC-alanine as the chiral source (99% ee). Finally, the synthesis of optically active catechol-thioether conjugates of HHMA starting from S-(+)-HHMA precursor, or from R-(-)-HHMA previously prepared in our laboratory alternatively, is reported using electrochemical oxidation as a mimic of CYP-450 enzymatic oxidation

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Brigaud, Thierry. "Fluoration nucléophile en α d'un noyau aromatique ou d'un thioéther." Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10188.

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Abstract:

Compte tenu de l'importance des acides triflique et trifluoroacetique en chimie du fait de leur forte acidite, nous avons decide de synthetiser des difluoromethane sulfonates d'ethyle et des difluoroacetates d'ethyle pouvant facilement donner acces a des resines acides. Les substrats synthetises comportent un noyau aromatique ainsi qu'une fonction permettant la polymerisation ou le greffage sur une resine (allyle, vinyle, phenyle, chloromethyle). Les composes fluores en position benzylique sont prepares a partir de leurs equivalents hydrogenes par oxydation anodique en presence de et#3n, 3hf. Afin de prefigurer le greffage sur une resine chloromethylee, la reaction de benzylation des ethers aromatiques par le chlorure de benzyle catalysee par la poudre de fer est etudiee. Cette reaction permet par ailleurs la benzylation des anilines et la benzoylation de nombreux substrats aromatiques. Une nouvelle voie de synthese de composes fluores en position benzylique et en alpha de groupements electro-attracteurs a egalement ete developpee par oxydation de thioethers et de thioacetals en presence de et#3n, 3hf. L'oxydation anodique et l'oxydation chimique par la dbh de differents substrats tels que les sulfures, les dithianes et les dithiolanes permet la synthese des fluorosulfures, des difluorosulfures et (ou) la substitution des groupements soufres par un anion fluorure. Les differents parametres qui orientent ces reactions sont discutes

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Bamba, Kafoumba. "Oxydation électrocatalytique de monosaccharides sur des complexes de ruthénium et sur le platine modifié par des adatomes métalliques." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2307.

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Abstract:

Ce travail concerne l'oxydation électrocatalytique de monosaccharides en milieu tampon carbonate. Des électrolyses prolongées réalisées sur le platine ont vite montré que le glucose se convertit très faiblement et principalement en acide gluconique. Lorsque le carbone anomérique est protégé (méthylglucoside), les quantités d'électricité mises en jeu pour transformer l'alcool primaire du carbone C-6 en acide carboxylique sont moins élevées que celles obtenues dans le cas précédent. Pour optimiser l'oxydation de ces composés organiques, la surface du platine a été modifiée par des adatomes de plomb et de thallium. L'augmentation des densités de courant a alors permis de transformer le glucose en acide céto-gluconique et le methylglucoside en acide méthylglucuronique. Le glucose a par ailleurs été oxydé sur des complexes de ruthénium (RuCl2(azpy)2 et RuCl2(nazpy)2). Après la synthèse de ces complexes, leurs isomères ont été isolés puis caractérisés par voltammétrie cyclique et par des méthodes physicochimiques. Les différentes électrolyses du glucose sur ces catalyseurs ont été réalisées à 0,6 V(ESM) sur le couple rédox RuIV/RuIII qui constitue un système réversible. Hormis les acides gluconique et céto-gluconique obtenus, l'acide tricarboxylique issu de l'oxydation de l'alcool primaire en position C-6 et de l'ouverture du cycle en C2-C3, a aussi été observé. Cette molécule se dégrade en acides tartrique et oxalique suite à une oxydation dissociative du carbone anomérique
This work concerns the electrocatalytic oxidation of monosaccharides in carbonate buffer medium. Long-term electrolyses, carried out on platinum electrode, showed that glucose led mainly to gluconic acid in a small amount. When methylglucoside is used, the quantities of electricity involved to transform the primary alcohol into carboxylic acid are lower than those obtained previously. Selective oxidations of monosaccharides were performed when metallic adatoms (lead and thallium) were underpotentially deposited on the surface of platinum. Therefore, the current densities were multiplied by 35 in the best cases, allowing to oxidize at low potentials, glucose to keto-gluconic acid, and methylglucoside to methylglucuronic acid. Moreover, glucose was oxidized on two kinds of ruthenium complexes (RuIICl2(azpy)2, and RuIICl2(nazpy)2). After synthesizing these complexes, their isomers were isolated and characterized by cyclic voltammetry and by varied spectroscopic techniques. The different electrolyses of glucose on these catalysts were carried out at 0. 6 V(MSE) i. E. After the formation of a reversible system (RuIV/RuIII). The main reaction products obtained were gluconic and keto-gluconic acids. Tricarboxylic acid issued from the oxidation of the primary alcohol in C-6 position and the cleavage of the C2-C3 bond was also determined. This molecule underwent degradation leading to tartaric and oxalic acids due to the dissociative oxidation of the anomeric carbon

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Breton, Tony. "Electrosynthèse organique : fonctionnalisation allylique et aromatisation électro-assistées d'oléfines par les radicaux aminoxyles." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2344.

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Abstract:

Le présent mémoire est consacré à l’électrosynthèse catalysée par les radicaux aminoxyles, appliquée à la fonctionnalisation et à l’aromatisation d’oléfines activées. La première partie concerne l’étude de la réactivité de la forme oxoammonium du TEMPO vis-à-vis d’oléfines “modèles” diversement activées. Les études voltammétriques et cinétiques font l’objet de comparaisons systématiques. En présence d’eau la fonctionnalisation allylique est obtenue. Dans le cas des cyclohexadiènes conjugués et non conjugués, l’aromatisation est la principale voie d’oxydation. L’étude des paramètres expérimentaux permet de proposer un mécanisme réactionnel commun dans lequel l’arrachement d’hydrure allylique par les ions oxoammoniums est l’étape clé. La deuxième partie du mémoire traite de l’utilisation du système électrocatalytique pour l’oxydation d’oléfines grasses poly-insaturées. Les produits obtenus sont fonctionnalisés et présentent une conjugaison du système vinylique
The present work concern the electrosynthesis mediated by nitroxyl radicals, applied to the functionalization and aromatisation of activated olefins. The first part is a study of the reactivity of the oxoammonium form of TEMPO on several olefins more or less activated. Voltametric and kinetic studies are systematically compared in order to obtain informations on the reactivity. In presence of water, the allylic functionalization is obtained. In the case of conjugated and not conjugated cyclohexadiens, the aromatisation is the principal way of oxidation. The studies of experimental parameters allowed us to suggest a common mechanism were the key step is an allylic hydride abstraction. The second part of the work concerns the use of the electrocatalytic system for the oxidation of polyunsaturated fatty esters. The products obtained are functionalized in allylic position and present a conjugation of the vinylic system

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Lisenkov, Aleksey. "Electrochemical synthesis of thin oxide films on titanium and aluminium surfaces using high voltage anodisation technique." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/22469.

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Abstract:

Doutoramento em Ciência e Engenharia de Materiais
A síntese eletroquímica de filmes finos de óxido usando a técnica de oxidação de alta tensão e a investigação da estrutura, propriedades físicas e químicas dos filmes obtidos são os principais objetivos desta tese. A anodização de metais sob a ação de vários kilovolts produz filmes com espessura pequena (até 180 nm) e com propriedades diferentes dos filmes formados usando técnicas eletroquímicas convencionais. As camadas de óxido depositadas desta forma conferem, frequentemente, melhores propriedades de proteção, semicondutoras e fotoeletroquímicas. No âmbito deste trabalho filmes finos sobre titânio e alumínio foram preparados em diferentes eletrólitos, incluindo soluções de ácidos e sais, bem como em água desionizada e peróxido de hidrogénio. Mostra-se que os filmes preparados por oxidação com descarga pulsada de alta tensão têm estrutura superficial e propriedades elétricas mais uniformes em comparação com os obtidos por anodização convencional. Outro objetivo do trabalho é a dopagem dos filmes anódicos com diferentes dopantes, por incorporação de espécies do eletrólito durante a formação do filme. Os filmes preparados por oxidação de descarga pulsada de alta tensão no titânio mostram uma melhor resposta de fotocorrente a comprimentos de onda pequenos e uma concentração mais baixa de dadores ionizados, relativamente aos filmes obtidos por anodização convencional. Os filmes preparados por descarga no alumínio e titânio são formados por uma camada compacta. Estudos sobre o processo de descarga revelaram que o principal fator que influencia a cinética de crescimento do filme de óxido é a concentração de defeitos pontuais, que por sua vez é determinada pela composição do eletrólito. Também se mostrou que as técnicas usando alta tensão permitem preparar filmes anódicos não só em soluções convencionais, mas igualmente em outros meios, tal como água desionizada, água destilada e peroxido de hidrogénio, onde a anodização por métodos convencionais (potenciostático ou galvanostático) é impossível. Além disso é revelado que a técnica da descarga pulsada de alta tensão é um método eficiente para encapsulação de nanocilindros de metal, preliminarmente depositados em nanoporos de titânia e alumina alinhados verticalmente.
Electrochemical synthesis of thin oxide films by using the high-voltage oxidation technique and investigation of structure, physical and chemical properties of the obtained films are the main objectives of this thesis. Anodisation of metals under action of several kilovolts allow to produce films with rather low thickness (up to 180 nm) and with properties different from the films created by using conventional electrochemical approaches. The oxide layers deposited in this way often confer advanced protective, semiconductor and photoelectrochemical properties. In the frame of this thesis thin films on titanium and aluminium were prepared in several electrolytes, including solutions of acids and salts as well as in deionised water and hydrogen peroxide. It is shown that the films prepared by powerful pulsed discharge oxidation are characterized by more uniform surface structure and electrical properties in comparison to those obtained by conventional anodization. Another aim of the work is doping of the anodic films with different dopants by incorporation of species from the electrolyte during the film formation. Films prepared by powerful pulsed discharge oxidation technique on titanium demonstrate a significantly improved photocurrent response at short wavelengths and an essentially lower concentration of ionized donors as compared with the films obtained by conventional anodization. The discharge-prepared films on both aluminium and titanium are composed by one compact layer. Studies of the discharge processes revealed that the main factor influencing the kinetics of the oxide film growth is the concentration of point defects which, in turn, is determined by the composition of electrolyte. Also, it was shown that the high voltage techniques allow to prepare anodic films not only in conventional solutions, but also in other media such as deionised water, distilled water and hydrogen peroxide, where anodisation by conventional (potentiostatic or galvanostatic) methods is impossible. Furthermore, the powerful pulsed discharge technique is shown as efficient method for encapsulation of metal nanorods preliminarily deposited into the vertically aligned titania and alumina nanopores.

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Daval, Jérémy. "Élaboration sur substrat aluminium de couches anodiques dures d'épaisseurs fines, anti-abrasion et autolubrifiantes." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2023. http://www.theses.fr/2023UBFCD065.

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Abstract:

L’aluminium est largement utilisé dans l’aéronautique pour ses propriétés physiques, notamment sa faible masse volumique. Pour les pièces en aluminium subissant du frottement, l’anodisation dure est préférée à l'anodisation conventionnelle afin d'augmenter la dureté et la résistance à l'usure. L’inconvénient de ce traitement est le coefficient de frottement élevé qui en découle. L’objectif de cette thèse en collaboration entre l’Institut UTINAM et Aalberts Surface Technologies (AST) est de conférer des propriétés autolubrifiantes aux couches anodiques dures sur alliages d'aluminium, sans que cela ne soit au détriment des autres propriétés. Dans un premier temps, la prise en main des pratiques industrielles de AST est l’occasion de créer un référentiel avec la solution industrielle actuelle mise en place lorsqu’un coefficient de frottement amélioré est demandé. Les développements pour que la couche anodique soit autolubrifiante tout en restant dure et résistante à l’abrasion comportent deux parties. La première porte sur l’étude de l’incorporation d’un polymère électrodéposable avec des propriétés lubrifiantes dans la profondeur des pores de la couche anodique sulfurique dure. La deuxième partie repose sur la création d’une couche composite en une unique étape pendant l’anodisation, en ajoutant des particules lubrifiantes à l’électrolyte d’anodisation. Cette partie est divisée en deux, avec l’utilisation d’un électrolyte usuel ou l’utilisation d’un électrolyte innovant
Aluminum is widely used in the aerospace industry for its physical properties, particularly its low density. For aluminum parts subject to friction, hard anodizing is preferred to conventional anodizing in order to increase hardness and wear resistance. The drawback of this treatment is the resulting high coefficient of friction. The aim of this thesis, a collaboration between the UTINAM Institute and Aalberts Surface Technologies (AST), aims to achieve self-lubricating properties to hard anodic coatings on aluminum alloys, while keeping other properties. In a first step, familiarizing ourselves with AST's industrial practices is an opportunity to create a benchmark with the current industrial solution used when an improved coefficient of friction is required. Developments to ensure that the anodic layer is self-lubricating while remaining hard and abrasion-resistant are divided into two parts. The first involves studying the incorporation of an electrodepositable polymer with lubricating properties into the pore depth of the hard sulfuric anodic layer. The second part is based on the creation of a composite layer in a single step during anodizing, by adding lubricating particles to the anodizing electrolyte. This part is divided in two, with the use of a conventional electrolyte or the use of an innovative electrolyte

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Tranvouez, Edern. "Nanolithographie par anodisation locale en microscopie à force atomique sur le phosphore d'indium pour des applications optoélectroniques." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0096/these.pdf.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nous examinons les possibilités offertes par la microscopie à force atomique (AFM) pour la nanolithographie de matériaux semi-conducteurs. Deux méthodes sont présentées sur phosphore d'indium (InP): le mode contact/tension continue et le mode contact intermittent/une tension alternative. La première méthode est caractérisée par une cinétique logarithmique et une dépendance linéaire en tension. Nous interprétons ces résultats par l'existence d'une charge d'espace limitant l'oxydation (homogénéité et résolution). Les améliorations de la méthode sont en résolution et homogénéité. Nous avons réalisé une caractérisation électrique par différents modes AFM. La qualité électronique de l'oxyde a été estimée par des mesures en Tunneling-AFM et phase (AFM). Les déchargements électriques de l'oxyde ont été étudiés par EFM et par SCM. Nous interprétons ainsi les mécanismes d''oxydation. Pour finir, nous montrons l'intérêt de ces méthodes pour l'organisation de boîtes quantiques
We study local anodisation using Atomic Force Microscopy on Indium Phosphite. We develop two methods: a standard AFM oxidation (contact mode and constant bias) and a non usual method (intermittent contact mode and a modulated voltage). The first method results are logarithmic growth kinetic and a linear variation with applied bias voltage. These results had been related to charging effect that limits the oxidation (homogeneity and resolution). To reduce these limits we develop the second method. We obtain an improvement for: resolution, homogeneity, control on oxide shape, and lithography velocity. Electrical characterisations by using different AFM mode measurements had been realised: Tunnelling-AFM and Phase measurement to probe the oxide quality and Scanning Capacitance Microscopy and Electrostatic Force Microscopy measurement to probe charge dissipation. These measurements had been used to understand the oxidation process. We study these methods for Quantum Dots localisation

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Tranvouez, Edern Brémond Georges. "Nanolithographie par anodisation locale en microscopie à force atomique sur le phosphore d'indium pour des applications optoélectroniques." Villeurbanne : Doc'INSA, 2006. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=tranvouez.

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Liaigre, Denis. "Radicaux aminoxyles : médiateurs sélectifs pour l'électrooxydation d'alcools : applications aux cyclodextrines." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2338.

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Abstract:

"La synthèse de dérivés carbonylés à partir de l'oxydation de leur alcool parent en associant les propriétés oxydoréductrices des radicaux aminoxyles et un système électrochimique a constitué l'objectif principal de ce travail. Le pouvoir déshydrogénant des cations oxoammoniums (forme active des radicaux aminoxyles) a été mis à profit pour l'oxydation d'alcools modèles et surtout pour l'oxydation régiosélective des fonctions alcools primaires de cyclodextrines. Les cyclodextrines sont des molécules "hôtes" naturelles obtenues par dégradation enzymatique de l'amylose. Leur caractère amphiphile leur permet d'inclure dans leur cavité des molécules hydrophobes et ainsi former des complexes d'inclusion solubles dans l'eau. L'obtention de dérivés polyuroniques de cyclodextrines permet non seulement d'augmenter considérablement leur solubilité mais constitue aussi un moyen pour atteindre des dérivés à haute valeur ajoutée profitant de la réactivité des groupements carboxyliques. "
Selective oxidation of alcohols using nitroxyl radicals as mediator is investigated on model molecules and on carbohydrates. The oxoammonium form of nitroxyl radicals are used in steochiometric or catalytic amount. In the latest case, the regeneration of the oxoammoniun (active form) is performed electrochemically at a glassy carbone anode at controlled potential. This system was used to oxidize mono and polysaccharides, aryl alcohols, heterocyclic alcohols and cyclodextrins

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Zamora, Gaël. "Caractéristiques énergétiques, électriques et morphologiques de couches anodiques poreuses, imprégnées ou non par un métal sur l'alliage d'aluminium 1050A." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30281.

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Abstract:

Ces travaux concernent dans un premier temps l'anodisation poreuse de l'alliage d'aluminium 1050A par des procédés tous exempts de chrome. En particulier des corrélations entre les caractéristiques morphologiques de la structure anodique et la dépense énergétique de ces traitements ont été établies pour trois électrolytes (sulfo-borique, phosphorique et borate). L'étude électrochimique des différentes couches anodiques a montré en outre que celles-ci peuvent être assimilées à leur sous-couche barrière, qui présente les caractéristiques d'un semi-conducteur de type n pour les trois électrolytes étudiés. Dans un second temps, l'étude se focalise sur l'imprégnation métallique des couches anodiques formées. Grâce aux représentations de Lissajous des signaux électriques, la consommation énergétique de ce traitement a été quantifiée et corrélée à la quantité de métal insérée dans les pores. Enfin, l'existence d'une tension seuil d'imprégnation et d'une sur-anodisation menant à l'augmentation de la sous-couche barrière, a été expliquée en considérant les propriétés électriques du matériau
This study is at first focused on the porous anodization of 1050A aluminium alloy using three different electrolytes without chromium. The morphology of the anodic layer was correlated with the energetic cost of the anodizing treatment for the three baths. The electrochemical study of the anodic layers shows that their electrical characteristics are directly linked with the compact sub-layer, showing n-type semi-conducting behaviour in all cases. The aim of the second part is the study of metallic impregnation of the previous anodic layers. Using Lissajous representation of the electric signals, experimental relations were established between energetic cost and metal deposition. Moreover, the threshold voltage and the additional anodization occurring during metallic impregnation were explained in the light of the electrical characteristics of the anodized material

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Giffard, Kévin. "Etude des mécanismes de colmatage de films anodiques sur alliage d'aluminium aéronautique 2024." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30319/document.

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Abstract:

Les alliages d'aluminium utilisés dans le secteur aéronautique sont sensibles à la corrosion. Une protection de ces pièces peut être assurée grâce à l'élaboration de films anodiques colmatés, le colmatage avec un sel de Cr(VI) garantissant jusqu'à présent les meilleures propriétés de tenue à la corrosion. Toutefois, les composés à base de chrome Cr(VI), classés CMR, sont en passe d'être totalement interdits par la directive environnementale REACH, ce qui conduit les industriels à développer de nouveaux procédés alternatifs. Or, une revue bibliographique a mis en évidence que les procédés existants sont empiriques et qu'il existe des lacunes dans la compréhension des mécanismes de colmatage. L'objectif de cette thèse a donc consisté à identifier les facteurs conditionnant le colmatage, notamment la pénétration du solvant et des sels dans les pores, en relation avec les caractéristiques chimiques et microstructurales des films anodiques non colmatés. Les caractéristiques du film anodique non colmaté ont été tout d'abord amplement étudiées, notamment par des techniques innovantes. La tortuosité a ainsi été évaluée pour la première fois quantitativement, par MEB-FEG et BET, en fonction de la nature de l'alliage. Des mesures dynamiques de mouillabilité ont révélé par ailleurs qu'une tortuosité importante peut constituer une limitation pour la pénétration du solvant lors du colmatage. La caractérisation des charges de surface du film anodique non colmaté a indiqué en outre que les interactions avec les cations du bain de colmatage sont défavorables (répulsions) en milieu acide, sauf à un pH donné, pour lequel la charge globale s'annule. Après différents colmatages, les modifications des revêtements ont été étudiées en termes de composition chimique, de charges superficielles et de morphologie, ce qui a permis de proposer des mécanismes réactionnels. En particulier, pour le nouveau procédé de colmatage, il a été montré que ce n'est qu'à l'issue de la seconde étape de colmatage que le revêtement constitue une barrière à la pénétration d'un électrolyte agressif. Enfin, l'impact des différentes étapes de colmatage a été analysé au regard du comportement en corrosion, en fatigue et en fatigue-corrosion
Aluminum alloys used in the aeronautic field are subject to corrosion. Sealed anodic films act as an efficient solution for the protection of aircraft parts, sealing using hexavalent chromium salts providing the best anticorrosion behavior so far. However, REACH environmental law leads to totally ban chromium (VI) based compounds which are CMR, thus forcing surface finishers to develop new alternative processes. A review has firstly shown that existing processes are mainly empirical and sealing mechanisms are far from being fully understood. So, this thesis aims at identifying sealing key factors that especially drive solvent and penetration into pores of the porous anodic film. Secondly, chemical and microstructural characteristics of unsealed anodic film have been widely studied, especially using innovative techniques. For instance, tortuosity was quantitatively evaluated for the first time, by FEG-SEM and BET analysis, as a function of the alloy nature, while wettability measurements have revealed that a high tortuosity limits water penetration during sealing. Surface charges characterization has also highlighted that working in acidic conditions has usually an adverse effect on interactions between film and cations, except for a special pH value for which global charge becomes zero. Thirdly chemical composition, superficial charges and morphology modifications of the coatings have been studied at each step of sealing, allowing to propose reactional mechanisms. In particular, it is only after the second step of the new sealing process, that the coating becomes an effective barrier against aggressive electrolyte. Finally, the impact of the different sealing treatments on corrosion, fatigue and fatigue-corrosion behaviors has been pointed out

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Large, David. "Influence d'un champ mécanique sur la réactivité anodique du nickel polycristallin en milieu H2SO4 : une démarche in situ." La Rochelle, 2007. http://www.theses.fr/2007LAROS208.

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Abstract:

La synergie entre les processus de nature électrochimique et le champ mécanique en pointe de fissure est maintenant reconnue. De nombreux travaux ont été motivés par l’étude de l’influence de l’environnement sur le comportement mécanique. En revanche, l’influence du champ mécanique sur la réactivité d’une surface reste peu étudiée ; ces travaux s’inscrivent dans cette démarche. Une grande partie du travail s’est intéressé au développement d’une cellule électrochimique sur un banc d’essai mécanique. Ce montage expérimental original a permis de caractériser l’influence de la déformation plastique exprimée par trois paramètres que sont la densité et la distribution des dislocations, les contraintes internes et appliquées, et l’émergence des bandes de glissement sur le comportement à l'oxydation du nickel polycristallin dans le domaine anodique en milieu H2SO4. Nos analyses ont confirmé le fait qu’une augmentation de la densité de dislocations favorise les processus de dissolution et la formation du film d’oxyde tandis que les propriétés de la couche d’oxyde sont affectées plutôt par la densité de dislocations. L’effet amplificateur de la contrainte hydrostatique sur la dissolution anodique prédit par le modèle thermodynamique est confirmé. La rugosité liée à l’émergence des bandes de glissement favorise quant à elle les processus de dissolution en relation avec l’état électronique de la surface. Le modèle cinétique a permis de quantifier ces effets du champ mécanique pour chacune des étapes réactionnelles élémentaires du nickel dans trois régions du domaine anodique (dissolution, passivation et passivité)
Synergy between electrochemical processes and mechanical field near the crack tip is now recognized. Numerous investigations concern the effect of the environment on mechanical behaviour. However, the influence of a mechanical field on surfaces reactivity is not well established and only few works dealt with this effect; this manuscript gives a contribution to that influence. The great part of this work was devoted to the development of an electrochemical cell on a bench of mechanical test. Thanks to this original experimental apparatus, three levels of interaction have been discussed taking into account the different expression of plastic deformation (dislocation density and distribution, stress field and slip bands emergence) in order to study their effects on anodic processes of polycrystalline nickel in sulphuric acid medium. Our results have confirmed the fact that an increase of dislocation density promotes dissolution processes and the formation of oxide film while oxide layer properties are affected by density of dislocations rather than distribution of dislocations. The amplification effect of hydrostatic stress on anodic dissolution predicted by the thermodynamical model is confirmed. The surface roughness associated with slip bands emergence promotes dissolution process in relation with electronic state of the surface. The kinetic model allows us to quantify these effects of a mechanical field for each elementary reaction step of nickel in three regions of anodic domain (dissolution, formation of oxide film and passivity)

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Belhadj, Tahar Noureddine. "Mise au point de matériaux d'anodes pour la dépollution d'effluents organiques : dégradation du phénol en solution aqueuse sur une anode en dioxyde de plomb." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30112.

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Abstract:

L'oxydation electrochimique des composes organiques consiste en des reactions de transfert de l'atome d'oxygene a la surface de l'anode ; des polluants organiques en solution aqueuse peuvent etre ainsi oxydes jusqu'au stade dioxyde de carbone et eau. Pour les traitements de depollution des effluents organiques, il convient de choisir un materiau d'anode possedant une forte surtension de degagement d'oxygene. L'oxyde de plomb pbo#2 satisfait bien a ce critere et possede en plus une bonne stabilite chimique et electrochimique ; il a la particularite d'etre facilement prepare par voie electrochimique. D'autre part, la degradation du phenol, compose aromatique toxique et biorefractaire, a ete choisie comme reaction modele pour etudier les performances et l'efficacite d'anodes recouvertes de pbo#2. L'etude cinetique de la degradation du phenol a ete realisee en suivant la variation de la concentration du phenol et de ses intermediaires reactionnels formes au cours de l'electrolyse de solutions de concentration initiale de l'ordre de 10 a 30 mm. Ce travail a porte sur l'etude de l'influence de la nature du substrat utilise pour la deposition electrochimique de pbo#2 sur l'efficacite de l'anode a degrader le phenol. L'etude a permis de determiner l'influence des conditions experimentales de preparation de pbo#2 sur son efficacite et sur l'effet des parametres d'electrolyse: temperature, ph, concentration initiale du phenol, densite de courant anodique, presence d'oxygene, d'ion fluorure. D'autre part, le dopage par le bismuth n'a pas permis d'ameliorer les performances des anodes de dioxyde de plomb contrairement aux previsions attendues a partir d'etudes electrochimiques analytiques. Des tests d'electrolyse de solutions de phenol a la concentration initiale de 20 millimoles par litre sous une densite de courant anodique de 100 ma cm#-#2, a 70 c ont montre qu'une electrode de tantale recouvert de pbo#2 conserve ses proprietes electrocatalytiques apres 160 heures d'electrolyse. Une analyse de la consommation energetique est realisee a partir des donnees acquises

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Quach-Vu, Ngoc Chang. "Croissance et caractérisation d'oxydes minces photogénérés electrochimiquement sur n-InP." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2005. http://www.theses.fr/2005VERS0022.

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Abstract:

Le comportement électrochimique, en oxydation, d'un semiconducteur III-V n-InP, a été étudié au contact de deux solutions aqueuses à 2 pH pour lesquels la solubilité des produits de corrosion issus de la photo-oxydation est totalement différente. Ce travail s'est articulé autour de 2 axes, l'un concernant le procédé de fabrication d'un film d'oxyde sur InP, et le second concernant la caractérisation aussi bien in situ que ex situ de cet oxyde. Les études ont montré la formation rapide d'une couche homogène très mince (de l'ordre de quelques nm) et peu poreuse présentant de bonnes propriétés chimiques et électriques passivantes au potentiel imposé. Le système électrique constitué par l'interface InP/oxyde devient bloquant au bout de quelques sec. , et son blocage est tel qu'il peut jouer le rôle de barrière électrique au transfert d'e- de la BC et au transfert de h+ de la BV. L'étude conjointe des mesures de capacité, des photocourants transitoires et de sa régénération a été réalisée, et ont mis en évidence pour n-InP, trois étapes dans la formation et la croissance de l'oxyde photogénéré. L'analyse des transitoires de photocourant peut être considérée comme un outil d'information in situ sur la qualité des oxydes non transformés sur InP (recouvrement, porosité, stabilité chimique. . . )
The electrochemical behavior, in oxidation, of a semiconductor III-V n-InP, was studied in the contact of two aqueous solutions of 2 pH for which the solubility of the products of corrosion stemming from the photo-oxidation is totally different. This work articulated around 2 axes, the one concerning the manufacturing process of a film of oxide about InP, and the second concerning the characterization as well in situ as ex situ of this oxide. The studies showed a fast formation of a very thin homogeneous layer (of the order of some nm) and little porous presenting good chemical and electric passivating properties a the imposed potential. The electric system constituted by the interface InP / Oxide becomes blocking in few seconds, and the blocking properties of the oxide is such as he can play the role of electric barrier the transfer of the electrons of the BC and in the transfer of the holes of the BV. The joint study of the capacity measurement, the photocurrents transient and its regeneration was realized, and put in evidence for n-InP, three stages in the formation and the growth of the oxide photogenerate. The analysis of the photocurrent transient can be considered as a good tool for the information in situ about the quality of oxides not transformed on InP (covering(collection), porosité, chemical stability)

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Leroy, Loïc. "Influence de traitements de surface sur le comportement du Nickel en EDMA." La Rochelle, 2003. http://www.theses.fr/2003LAROS105.

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Abstract:

Dans le but d'améliorer la tenue à la corrosion du nickel immergé dans l'eau de mer artificielle différents traitements et revêtements de surface en allant des plus simples (martelage, impactage) aux plus sophistiqués (implantation ionique, irradiation aux électrons, dépôts assistés par faisceau d'ions) ont été utilisés. La résistance à la corrosion a été déterminée par différentes méthodes dont les avantages et les inconvénients sont analysés. La spectrométrie d'impédance permet en particulier une étude fine en précisant les gammes de fréquences caractéristiques des processus spécifiques de la dégradation. Un circuit équivalent est proposé pour rendre compte des résultats expérimentaux. En fonction du temps d'immersion deux stades distincts sont mis en évidence: l'un rapide et protecteur en début d'immersion attribué à la passivation du matériau, l'autre, plus lent, caractéristique de la détérioration progressive du film passif sous l'action des ions Cl-
In order to increase the corrosion resistance of Ni in artificial seawater, various surface treatments from more classical (thermomechanical treatments) to more sophisticated (ion implantation, electron irradiation, ion beam assisted deposition) have been performed. Many experimental techniques have been used, and impedance spectroscopy is shown to allow a detailled study giving the specific frequency for each step of the corrosion process. A model is proposed accounting for the experimental results. Two main stages are detected with increasing immersion time. The first, corresponding to the passivation of the surface is quick and protective; the second, at longer immersion times, is due to a slow degradation of the passive film induced by the Cl- ions

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Wang, Gui Chun. "Epuration de lixiviats de décharges industrielles par voie électrochimique : dégradation des polluants organiques par oxydation anodique." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0082.

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Un lixiviat de décharge industrielle fortement chargé en chlorures a été traité par électro-chloration avec deux types de courant (courant continu et courant pulsé). Les propriétés de différents matériaux anodiques ainsi que l'efficacité de différents types de cellules (compartimentées ou non) ont été tout d'abord étudiées. On a ensuite étudié, par une approche de type plans d'expériences, l'influence des facteurs principaux traitements, densité de courant, concentration initiale en polluants…) sur le processus d 'électro-oxydation des polluants organiques. Des conditions expérimentales favorables au traitement électrochimique des lixiviats ont été mises en évidence. Enfin, un modèle mathématique a été établi pour ce procédé
An industrial landfill leachate, containing a high concentration of chloride, has been treated by electro-chlorination with two types of current (direct and alternating). In a first time. The properties of different anodic material ,as Well as the efficiency of different cell types (divided and undivided) have been studied. With an experience plan, we have next defined the influences of main factors (temperature. Current density and pollutant initial concentration. . . ) on process of organic pollutants electro-oxidation. The experimental conditions favourable to the electrochemical treatment of the leachate have been found and a mathematical model bas been proposed for this process

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Boinet, Mickaël. "Anodisation plasma de métaux (AM60, AI 1050) : suivi par émission acoustique. Structure, composition et propriétés électrochimiques des revêtements obtenus." Grenoble INPG, 2004. http://www.theses.fr/2004INPG0128.

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Abstract:

Le procédé d'anodisation plasma permet l'élaboration de revêtement de type céramique à température ambiante sur les surfaces des métaux valves et leurs alliages, pour les applications anticorrosion et tribologique. Ce procédé a été appliqué à l'alliage de magnésium AM60 et à l'aluminium 1050. L'émission acoustique (EA) a été utilisée pour suivre et discriminer les différents processus physico-chimiques durant l'anodisation: dégagement gazeux, formation, dissolution et claquage diélectrique du film d'oxyde. La durée des microdécharges est de l'ordre de quelques millisecondes et leur énergie augmente avec la densité de courant, le temps d'anodisation et lorsque le taux de recouvrement dépasse 1. Une diminution de l'énergie d'EA est observée en régime galvanostatique alternatif, favorisant une meilleure croissance du film. Les films anodiques obtenus sur l'AM60, en régime continu, sont poreux, fissurés et sont constitués de phases cristallines: périclase et spinelle. Les revêtements formés en régime alternatif sur l'Al 1050 sont composés principalement d'une couche dense interne (alpha-Al2O3) très adhérente au substrat et d'une couche poreuse externe (gamma-Al2O3). Le comportement électrochimique des couches d'alumine a été étudié en milieu sulfate et en milieu chlorure par des mesures de potentiel de corrosion, des courbes de polarisation et par spectroscopie d'impédance électrochimique. La modélisation à partir de circuit équivalents met en évidence une porosité de type semi infinie. Les mesures d'impédance électrochimique locale ont montré une plus grande homogénéité, stabilité et résistance à la corrosion des couches anodiques denses de faibles épaisseurs. ?????
Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) allows formation of a ceramic coating at an ambient temperature at the surface of valve metals and their alloys for industrial applications such as corrosion protection or tribological properties improvement. This process was applied to the AM60magnesium alloy and aluminium 1050. Acoustic Emission (AE) has been used to monitor, to discriminate and to determinate the various physico-chemical processes taking place during PEO : gas evolution, formation, dissolution and dielectric breakdown of the oxide film. The duration of the microdischarges was in the millisecond range; their duration and AE energy increased with the current density, anodising duration and when the POE film covered the entire surface. A decrease of AE energy was observed in AC mode, implying a better growth of oxide film. The film obtained on AM60 in DC mode were porous, partly non-adherent and contained the following crystalline phases: periclase and spinel. The coatings formed in AC mode, on Al 1050 were composed mainly of a dense inner layer (alpha-Al2O3) adherent to the substrate and an outer porous layer (gamma-Al2O3). The electrochemical behaviour of alumina layers has been studied in sulphate and chloride solution by corrosion potential measurements, polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The equivalent electrical circuit model pointed out a semi-infinite porosity. The local electrochemical impedance spectroscopy showed a greater homogeneity, stability and corrosion resistance of the thin and dense anodic layers

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Kologo, Souleymane. "Mécanisme d'action d'additifs utilisés lors de l'électrocristallisation de cuivre confiné dans des matrices poreuses : étude par méthodes électrochimiques classiques couplées à la microbalance à quartz." Aix-Marseille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007AIX11001.

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Dans ce travail, nous avons étudié les mécanismes d'électrocristallisation du cuivre à partir d'une solution acide de sulfate de cuivre en présence de trois additifs : les ions C1-, le polyéthylène glycol (PEG10000), le 3-mercapto-1-propane sulfonate de sodium (MPSA). L'étude électrochimique classique (voltamétrie cyclique, méthodes potentiostatiques et galvanostatiques ) a été couplée à des analyses de variation de masse par microbalance électrochimique à quartz (EQCM). Des méthodes non électrochimiques (DRX, EDAX, MEB, AFM) ont permis en outre de préciser la composition des dépôts épais de cuivre et d'observer les changements de morphologie et de texture induits par l'ajout des additifs. Après l'étude de l'action individuelle de chaque additif sur les mécanismes d'électrodéposition et de dissolution du cuivre, nous avons évalué l'effet de la combinaison des additifs en solution. Ainsi l'ajout simultané de PEG et C1-, via un mécanisme d'adsorption active, provoque une inhibition de la cristallisation du cuivre avec diminution de la rugosité par rapport au dépôt de cuivre massif sans additif et une amélioration de l'homogénéité. En présence des trois additifs, le mécanisme de réduction des ions cuivriques se déroule en deux étapes : une action catalytique induite par MPSA et un effet inhibiteur à travers les sites bloqués par la couche PEG-C1-. Un tel mécanisme est attendu lors des procédés d'électrodéposition au travers de structures poreuses isolantes (par le procédé damascène) : un inhibiteur bloque la surface et un catalyseur accélère la déposition au fond des pores. Le but ultime de ce travail a été de déposer des nanofils de cuivre à travers des moules d'alumine nanoporeuse. Les matrices d'alumine ont été préparées par anodisation en deux étapes de feuilles d'aluminium massif, puis caractérisées. Elles présentent des pores réguliers et hexagonaux de diamètre de 50 nm qui peuvent être élargis et décollés du substrat d'aluminium non anodisé sous jacent. Cependant la fragilité des membranes d'alumine et l'agressivité de notre solution d'étude n'ont pas permis de déposer régulièrement du cuivre au travers

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Salou, Laëtitia. "New bioactive surfaces for titanium implants : Research, characterisation and industrial development." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=ac38020b-e6ab-4197-a22a-9e712c35762c.

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Abstract:

Biocompatible and corrosion resistant regarding biological fluids, titanium is still an inert material: it does not participate actively at the tissue-integration around the implant. Surface modification of titanium at nanoscale can promote cell adhesion and differentiation by modulate genes expression due to a phenomenon of mechano-transduction. In this thesis, we have focused on the development, the characterization and the direct application of our nanostructured surface of medical devices. First of all, our study focused on the preparation and physicochemical characterization. After obtaining reproducible surfaces on small samples, our research has focused on the biological characterization of the surface. In-vivo studies conducted in rabbits have allowed us to show similar biomechanical attachment and good osseointegration of the nanostructured surface compared to commonly used surfaces on the market. The application of this new surface on more complex titanium implant such as tracheal prosthesis, has allowed us to observe delamination phenomenon of the nanostructure layer. Therefore, our research was oriented towards the problem of mechanical strength of the surface with the realization of nano scratch test and tribology. A topic in the zeitgeist, as a new EU regulation for medical devices which incorporate nanomaterials will take effect in 2017. To conclude, this work enable to propose a nanosurface with promising results of tissues integration required for medical device
Biocompatible et résistant à la corrosion des fluides biologiques, le titane reste cependant un matériau inerte : il ne favorise pas de manière active l'intégration osseuse autour de l'implant. La modification de surface du titane à l'échelle nanométrique permet de moduler l'expression des gènes favorisant l'adhésion et la différentiation cellulaire par un mécanisme de mécanotransduction. Dans ces travaux de thèse, nous nous sommes donc attachés développer, caractériser et appliquer une surface nanostructurée directement sur des dispositifs médicaux. Dans un premier temps, notre étude s'est concentrée sur la préparation et la caractérisation physicochimique. Après l'obtention de surface reproductible sur petits échantillons, nos recherches se sont axées sur la caractérisation biologique de la surface. Des études invivo réalisées chez le lapin ont permis de montrer une accroche osseuse renforcée et bonne ostéointégration de la surface nanostructurée en comparaison avec des surfaces couramment utilisées sur le marché. L'application de cette nouvelle surface sur pièce plus complexe comme les prothèses de trachée, nous a permis de rendre compte d'un phénomène de délamination de la couche de nanostructure. Nos recherches se sont donc orientées vers la problématique de tenue mécanique de la surface avec la réalisation de nano scratch-test et tribologie. Un sujet dans l'air du temps, puisqu'une nouvelle règlementation européenne concernant l'incorporation de nanomatériaux dans les dispositifs médicaux rentrera en vigueur en 2017. En conclusion, ces travaux nous permettent de proposer une nouvelle surface améliorant l'intégration tissulaire intéressante pour une application médicale

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Ton-That, Laurent. "Interactions dissolution/plasticité dans les alliages cubiques à faces centrées-Fluage du cuivre mono et polycristallin assisté par la dissolution anodique." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0003.

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Abstract:

Nous avons étudié l’influence de la dissolution anodique sur le comportement en fluage à température ambiante du cuivre mono et polycristallin en solution tampon acide acétique - acétate de sodium. Les résultats montrent que l’accélération du fluage dans le cas du cuivre monocristallin orienté pour glissement multiple et dans le cas du cuivre polycristallin est essentiellement dûe à la perte de section causée par la dissolution anodique selon la loi de Faraday (effet mécanique). En outre, les résultats sur des monocristaux orientés pour glissement simple montrent que cet effet mécanique justifie l’effet d’accélération à hauteur de 50%. Les résultats d’une approche microscopique – microscopie à force atomique et microscopie électronique en transmission – mettent en lumière un mécanisme de multiplication des dislocations en surface
We studied the influence of anodic dissolution on the ambient creep behaviour of copper single crystals and polycrystals in acetic acid – sodium acetate buffer solution. The results show that accelerated creep rates of polycrystals and multiple glide single crystals are essentially due to the loss of section caused by anodic dissolution according to Faraday’s law (mechanical effect). On the other hand, results on single crystals oriented for single glide shows that the mechanical effect justify the accelerated creep rates of single crystals at a level of 50%. Results of microscopic investigations - Atomic Force Microscopy and Transmission Electron Microscopy – highlighted a surface dislocations multiplication mechanism

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Felim, Anne. "Synthèse biomimétique d'adduits catéchol-thioéthers dérivés de la méthylènedioxyméthamphétamine à partir d'orthoquinone électrogénérée : leur implication dans la neurotoxicité de l'ecstasy." Paris 5, 2009. http://www.theses.fr/2009PA05P604.

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Abstract:

L’injection ICV chez le rat de MDMA (ecstasy) ne reproduit pas les effets délétères observés à long terme après administration périphérique. Ainsi, des métabolites systémiques jouent un rôle clé dans le développement de la cytotoxicité. Chez l’homme, le métabolite primaire est la 3,4-dihydroxyméthamphétamine (HHMA), oxydable en orthoquinone, qui réagit avec des thiols endogènes pour donner des adduits quinol-thioéthers. La première partie de la thèse traite de la synthèse « one-pot » d’adduits racémiques quinol-thioéthers, en utilisant l’oxydation électrochimique comme mime de l’oxydation enzymatique. Dans la seconde partie, la synthèse du dérivé (R)-HHMA, précurseur des adduits énantiomériquement purs, a été réalisée à partir de la L-dopa (inducteur de chiralité). Dans la troisième partie, des essais in vitro montrent que certains adduits quinol-thioéthers induisent une cytotoxicité en générant des ROS, grâce à des processus redox cycliques engageant les espèces o-quinoniques
ICV injection of MDMA (ecstasy) in rats fails to reproduce long-term toxic effects observed after peripheral administration. Therefore, systemic metabolites play a key role in the development of cytotoxicity. In humans, the major metabolite is 3,4-dihydroxymethamphetamine (HHMA), easily oxidizable to the orthoquinone species. This can further react with endogenous thiol derivatives, yielding quinol-thioether conjugates. In the first part of the thesis, a one pot synthesis of racemic catechol-thioether metabolites has been developed, using anodic oxidation as a mimic of enzymatic oxidation. In the second part, the synthesis of (R)-HHMA, precursor of the enantiomerically pure quinol-thioether adducts, is described starting from L-dopa (inducer of chirality). The third part reports the results of in vitro assays which show that some catechol-thioether conjugates can induce toxic effects leading to the formation of ROS, through redox cycling processes involving o-quinonoid species

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Panarin, Andrei Yu. "Mise au point, étude et applications de matériaux poreux recouverts d'argent en tant que substrats SERS-actifs." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066084.

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Chahboun, Najat. "Compréhension des mécanismes de colmatage des couches anodisées sur alliages d’aluminium aéronautiques et développement de nouvelles formulations de colmatage." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0318.

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Abstract:

La faible masse volumique et les bonnes propriétés mécaniques des alliages d’aluminium en font des matériaux de structure de choix dans l’industrie aéronautique. Ils présentent une microstructure polyphasée qui crée des discontinuités électrochimiques et une sensibilité accrue à la corrosion. Un système de revêtements protecteurs composé de chromate Cr(+VI) est traditionnellement formé à la surface de ces alliages. Néanmoins, les directives environnementales REACH imposent leur remplacement en raison de la cancérogénicité des chromates. L'objectif des travaux a été le développement d'un nouveau traitement constitué d’une Oxydation Anodique Sulfurique (OAS) et d’un colmatage aux sels de sulfate de chrome et de fluorozirconate (Cr3+ / ZrF62-). L’étude du procédé électrochimique d’OAS a permis de faire le lien entre la microstructure des alliages et la morphologie poreuse de la couche anodique développée à leur surface. Le traitement de colmatage Cr3+ / ZrF62- est réalisé par simple immersion dans la solution. Il est démontré que le colmatage est le fait d’une alcalinisation locale de la surface de la couche anodique qui mène à la précipitation des sels de Cr3+ et ZrF62-. Ces derniers forment un film de colmatage de 300 nm d’épaisseur très recouvrant des pores nanométriques. Le colmatage des couches anodiques permet d’améliorer considérablement la tenue à la corrosion des alliages anodisés en formant une barrière supplémentaire contre les agents corrosifs et en cicatrisant les départs de corrosion. Le traitement développé permet à la fois d’atteindre les performances des traitements aux Cr(+VI) sur une large gamme d’alliages et de satisfaire aux exigences environnementales
Aluminium alloys are very used in the aircraft industry as structural materials because of their low density and their good mechanical properties. They have a polyphase microstructure that is causing electrochemical discontinuities and increasing sensitivity to corrosion. A system of protective coatings containing chromate Cr(+VI) is traditionally formed at the surface of these alloys. However, the REACH environmental guidelines impose Cr(+VI) surface treatments replacement because of chromate carcinogenicity. The aim of the thesis work has been the development of a new surface treatment constituted of a sulfuric acid anodizing (SAA) and a sulfate chromium and fluorozirconate salts sealing (Cr3+/ ZrF62-). The study of the SAA electrochemical process linked the alloys microstructure and the anodic layer porous morphology developed at their surface. The Cr3+ / ZrF62- sealing treatment is realized by a simple immersion of the anodized alloy in the solution. It is demonstrated that the sealing is caused by a local alkalinization of the anodized coating surface that leads to the precipitation of the Cr3+ and ZrF62- salts. These ones are forming a sealing film of about 300 nm thick, very covering of the nanometric pores. The anodic layers sealing greatly improves the corrosion resistance of the anodized alloys by forming an additional barrier against corrosive agents and by healing the corrosion initiation. The developed treatment allows both to achieve Cr(+VI) treatments performance over a wide range of alloys and to satisfy the environmental requirements

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Barchiche, Chems-Eddine. "Caractérisation et cinétique de formation des dépots calcomagnésiens sur acier en eau de mer artificielle." La Rochelle, 2004. http://www.theses.fr/2004LAROS111.

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Abstract:

La protection cathodique est communément utilisée pour protéger de la corrosion les structures en acier au carbone immergées en milieu marin. Elle consiste à faire baisser le potentiel des matériaux dans un domaine où sa vitesse de corrosion est négligeable. Il existe deux façons d'assurer la protection cathodique : la première consiste à imposer un courant continu par l'intermédiaire d'un générateur, la seconde utilise le couplage de la structure à protéger à des anodes sacrificielles élaborées en métal moins noble. En provoquant la réduction de l'oxygène sur la cathode, la méthode génère des ions hydroxyles, induisant un accroissement du pH à l'interface et la formation de dépôts calcomagnésiens sur la surface du métal. Cette couche solide non conductrice crée une barrière diffusionnelle vis-à-vis de l'oxygène dissous dans l'eau de mer et diminue ainsi le besoin en courant ou en anode associé à cette protection. Mieux connaître les propriétés physico-chimiques de ces dépôts revient donc à optimiser la protection, diminuer la consommation en courant ou en anodes sacrificielles et limiter les rejets métalliques provenant de ces dernières. L'ensemble des travaux de cette thèse a été réalisé sur acier et à partir d'une eau de mer artificielle. Ceci nous a permis de faire varier un ensemble important des paramètres, y compris ceux liés à la composition de la solution. Ainsi avons-nous pu étudier séparément le dépôt calcaire, le dépôt magnésien et le dépôt calcomagnésien. L'association de la chronoampérométrie et de la spectroscopie d'impédance électrochimique nous a permis d'étudier la cinétique de la formation des dépôts calcomagnésiens. La morphologie et la structure cristalline des dépôts obtenus ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage, par spectroscopie Raman, par diffraction des rayons X et par microscopie à force atomique
Cathodic protection is commonly used to prevent the corrosion of carbon steels in seawater. This method consists in decreasing the potential of metal so that its corrosion kinetics becomes negligible. It can be achieved via two different procedures. The first one consists in using a generator to provide a sufficiently cathodic current, the second one consists in coupling the metal with so called sacrificial anodes made of a less noble alloy. Cathodic protection promotes oxygen reduction on the metal surface, that is production of OH- ions, increase of the interfacial pH and finally the formation of a mineral deposit. This isolating layer hinders the diffusion of dissolved O2 and therefore decreases the current required for protection. A better understanding of the physico-chemical properties of these deposits should permit to optimise the protection, decrease the energetic need or the sacrificial anodes dissolution. The experiments described here were performed using steel electrodes in artificial seawater. This allowed us to vary an important number of parameters, in particular the composition of the electrolyte. The deposition of Ca compounds and that of Mg compounds were studied separately before the investigation of the simultaneous deposition of Ca and Mg compounds. Chronoamperommetry and electrochemical impedance spectroscopy were used to study the kinetics of formation of the deposits. Scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction and atomic force microscopy were used to characterise the deposits

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Hu, Jie. "Culture cellulaire sur des motifs micro et nanoscopiques préparés les méthodes lithographiques et non lithographiques." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066315.

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Abstract:

Comprendre la culture cellulaire sur des substrats avec des motifs topographiques est importante pour la biologie fondamentale et l’ingénierie tissulaire ainsi que la conception et la réalisation des dispositifs biomédicaux avancés. Ce travail de thèse a été développé basé sur l'observation systématique de culture cellulaire sur une grande variété de motifs micro- et nanoscopiques préparés par les techniques tant lithographiques que non-lithographiques, en incluant la photolithographie UV par contact, la lithographie molle par nano-impression, le moulage à chaud, oxydationanodique d’aluminium et électrodéposition sélective avec moule. Nos résultats montrent que les cellules croisent de préférence dans les zones de nanostructures gravées à cause de l'amélioration de l’échange de médium de culture. Une augmentation de taux de prolifération a été aussi observée avec la diminution de taille de pores lorsque les cellules sont cultivées sur une membrane poreuse fabriquée par l'oxydation anodique d’aluminium. Les cellules cultivées sur les matrices de micro-piliers ont montré des dépendances claires à la largeur et hauteur de piliers, ainsi que la périodicité de la matrice. En outre, une distribution anisotropique de forces d'adhésion a été observée lorsque les cellules sont cultivées sur des matrices de piliers obliques. Enfin, les cellules peuvent être cultivées sur nano-piliers ou tubes métallique à haute densité, qui pourrait être utile pour la caractérisation électrique et électrochimique de cellules àhaute sensibilité

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Chahboun, Najat. "Compréhension des mécanismes de colmatage des couches anodisées sur alliages d’aluminium aéronautiques et développement de nouvelles formulations de colmatage." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0318.

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Abstract:

La faible masse volumique et les bonnes propriétés mécaniques des alliages d’aluminium en font des matériaux de structure de choix dans l’industrie aéronautique. Ils présentent une microstructure polyphasée qui crée des discontinuités électrochimiques et une sensibilité accrue à la corrosion. Un système de revêtements protecteurs composé de chromate Cr(+VI) est traditionnellement formé à la surface de ces alliages. Néanmoins, les directives environnementales REACH imposent leur remplacement en raison de la cancérogénicité des chromates. L'objectif des travaux a été le développement d'un nouveau traitement constitué d’une Oxydation Anodique Sulfurique (OAS) et d’un colmatage aux sels de sulfate de chrome et de fluorozirconate (Cr3+ / ZrF62-). L’étude du procédé électrochimique d’OAS a permis de faire le lien entre la microstructure des alliages et la morphologie poreuse de la couche anodique développée à leur surface. Le traitement de colmatage Cr3+ / ZrF62- est réalisé par simple immersion dans la solution. Il est démontré que le colmatage est le fait d’une alcalinisation locale de la surface de la couche anodique qui mène à la précipitation des sels de Cr3+ et ZrF62-. Ces derniers forment un film de colmatage de 300 nm d’épaisseur très recouvrant des pores nanométriques. Le colmatage des couches anodiques permet d’améliorer considérablement la tenue à la corrosion des alliages anodisés en formant une barrière supplémentaire contre les agents corrosifs et en cicatrisant les départs de corrosion. Le traitement développé permet à la fois d’atteindre les performances des traitements aux Cr(+VI) sur une large gamme d’alliages et de satisfaire aux exigences environnementales
Aluminium alloys are very used in the aircraft industry as structural materials because of their low density and their good mechanical properties. They have a polyphase microstructure that is causing electrochemical discontinuities and increasing sensitivity to corrosion. A system of protective coatings containing chromate Cr(+VI) is traditionally formed at the surface of these alloys. However, the REACH environmental guidelines impose Cr(+VI) surface treatments replacement because of chromate carcinogenicity. The aim of the thesis work has been the development of a new surface treatment constituted of a sulfuric acid anodizing (SAA) and a sulfate chromium and fluorozirconate salts sealing (Cr3+/ ZrF62-). The study of the SAA electrochemical process linked the alloys microstructure and the anodic layer porous morphology developed at their surface. The Cr3+ / ZrF62- sealing treatment is realized by a simple immersion of the anodized alloy in the solution. It is demonstrated that the sealing is caused by a local alkalinization of the anodized coating surface that leads to the precipitation of the Cr3+ and ZrF62- salts. These ones are forming a sealing film of about 300 nm thick, very covering of the nanometric pores. The anodic layers sealing greatly improves the corrosion resistance of the anodized alloys by forming an additional barrier against corrosive agents and by healing the corrosion initiation. The developed treatment allows both to achieve Cr(+VI) treatments performance over a wide range of alloys and to satisfy the environmental requirements

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Tardelli, Joffrey. "Etude du comportement électrochimique des phases intermétalliques des alliages d'aluminium 2214-T6 et 7050-T74 : approche multi-échelle de matériaux polyphasés." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0082/document.

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Abstract:

L'étude du comportement électrochimique des phases intermétalliques Al2Cu, Al2CuMg, Al7Cu2Fe, (Al,Cu)16Mn4Si3 et MgZn2, caractéristiques des alliages d'aluminium 2214-T6 et 7050-T74 et réalisée à partir d'échantillons massifs synthétisés, a montré que la formation de défauts majeurs dans la couche d'oxyde, obtenue par anodisation des alliages en milieu H2SO4 200 g/l, était directement due à la présence de ces particules au sein des alliages. L'important dégagement gazeux d'oxygène qui se produit à la surface de ces particules lors de l'étape d'anodisation explique la formation de trous et de fractures dans la couche d'oxyde. En milieu marin, ces défauts facilitent la migration des ions chlorures à la surface de l'alliage mise à nu localement et favorisent par conséquent le développement de la corrosion localisée. Les résultats obtenus en milieu NaCl 35g/l ont permis de mieux comprendre le mécanisme de corrosion des phases intermétalliques ainsi que leur rôle sur la propagation des piqûres. L'élimination des particules intermétalliques de la surface des alliages lors de l'étape de décapage (avant anodisation) permet de favoriser une croissance plus régulière de la couche d'oxyde lors de l'anodisation. Par conséquent, la résistance à la corrosion des alliages 2214 et 7050 augmente considérablement, permettant d'atteindre les objectifs fixés lors de ce projet
The electrochemical behaviour of the bulk intermetallic particles such as Al2Cu, Al2CuMg, Al7Cu2Fe, (Al,Cu)16(Mn,Fe)4Si3 and MgZn2 showed that the formation of wide defects in the oxide layer during the 2214-T6 and 7050-T74 alloys anodization was directly due to the presence of these kind of particles in the microstructure which are able to sustain both high dissolution rate and high water oxidation kinetics in acidic electrolyte. In marine environment, these defects facilitate the migration of aggressive ions like chloride on the locally bare alloys and are the onset of the pitting corrosion. The results obtained in 3.5 wt.% sodium chloride electrolyte permit to understand the corrosion mechanism of the intermetallic phases and their influence on the pits propagation. The optimization of the alloys pickling conditions in order to remove this kind of particles (prior to the anodization step) has been investigated in this work. Consequence of removing intermetallic particles, the aluminium enrichment of the surface facilitates the oxide growth and the formation of regular layer. The corrosion tests on treated aluminium alloys have clearly showed the influence of the pickling step on the resistance corrosion of 2214 and 7050 alloys, reaching the objectives fixed in this project

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Goueffon, Yann. "Étude et simulation des mécanismes de dégradation de revêtements anodiques noirs sur alliage d'aluminium pour applications en environnement spatial." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/643/.

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Abstract:

Les échanges thermiques entre un satellite et l'environnement spatial sont uniquement radiatifs. Une régulation thermique passive peut être assurée par l'utilisation de revêtements anodiques inorganiques noirs, élaborés sur substrats d'aluminium, en raison de leurs propriétés thermo-optiques (as>0,93; en>0,90). Toutefois, plusieurs anomalies d'écaillage ont été observées sur de tels revêtements après des cyclages thermiques simulant l'environnement spatial. L'objectif de cette thèse est de comprendre les causes de ces anomalies, sources potentielles de contamination critique pour le satellite. Le procédé d'élaboration de ces films anodiques est composé de quatre étapes : des prétraitements, une anodisation sulfurique, une coloration inorganique et un colmatage. L'influence de chacune de ces étapes sur la morphologie et la composition des films a été étudiée. Il a notamment été montré qu'une faible augmentation de la température d'anodisation conduit à l'augmentation significative et critique de la porosité du film. Les propriétés thermomécaniques des films (module d'Young, contraintes résiduelles, à rupture ou coefficient de dilatation thermique) ont été déterminées expérimentalement. Il a été démontré en particulier que les étapes de coloration et de colmatage peuvent conduire au faïençage du film pour les porosités les plus élevées. L'évaluation de l'adhérence des films (pelage, rayure, flexion quatre points) associée à un modèle numérique ont permis d'étudier les mécanismes de dégradation lors de cycles thermiques. Il a été démontré notamment que les dilatations différentielles et la déshydratation du film peuvent favoriser la propagation de fissures et ainsi conduire à l'écaillage
Thermal exchanges between space vehicles and their environment are only radiative. A passive thermal regulation is possible using black inorganic coatings, prepared on aluminium alloys substrates, due to their thermo-optical properties (as>0,93; en>0,90). However, several cases of film flaking have been observed after thermal cycling performed to simulate the space environment. The goal of this work is the understanding of the anomaly causes, which could be a critical contamination source for the satellite. The process of black anodizing is composed of four main steps: pretreatments, sulphuric anodizing, inorganic colouring, and sealing. The influence of each step on the film's microstructure and composition has been studied. In particular, it has been shown that an increase of the anodizing temperature results in a drastic increase of the film porosity. Thermo-mechanical properties of these films (such as the Young modulus, residual stress, limit tensile stress or the coefficient of thermal expansion) have been experimentally determined. It has been proved that the colouring and sealing steps can lead to the crazing of highly porous anodic films. Adhesion evaluation (peel, scratch and four point bending tests) and a finite element model were used to identify the mechanisms of degradation during thermal cycling. Differential thermal expansions and dehydration of the film favour crack propagation inside the film and can lead to flaking

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Dissertations / Theses on the topic 'Anodisation'

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