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RÉSUMÉ
L’utilisation du chrome hexavalent étant maintenant fortement réglementée, les chercheurs et les industriels se sont tournés vers de nouvelles voies d’obtention de revêtements anticorrosion sur substrats métalliques. La formation de films par voie sol-gel permet de réaliser, à partir de précurseurs moléculaires en solution, des réseaux d’oxydes à température modérée par une succession de réactions d’hydrolyse-condensation.
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François-Xavier PERRIN : Ingénieur de l’École nationale supérieure de synthèses de procédés et d’ingénierie chimiques d’Aix-Marseille (ENSSPICAM) - Maître de conférences au Laboratoire matériaux à finalités spécifiques (MFS) de l’université du Sud Toulon-Var
INTRODUCTION
L’utilisation du chrome hexavalent étant maintenant fortement réglementée, les chercheurs et les industriels se sont tournés vers de nouvelles voies d’obtention de revêtements anticorrosion sur substrats métalliques.
La formation de films par voie sol-gel permet de réaliser, à partir de précurseurs moléculaires en solution, des réseaux d’oxydes à température modérée par une succession de réactions d’hydrolyse-condensation.
C’est ce procédé qui est présenté dans ce dossier.
Le lecteur intéressé par le développement de nouvelles technologies de traitements de surface sans chromatation pourra aussi consulter le dossier du même auteur : , Revêtement anticorrosion obtenu par polymérisation électrochimique paru dans cette base documentaire.
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Modes d’action des traitements sol-gel
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3. Formation des films
3.1 Méthodes de dépôt
La viscosité de la solution colloïdale est bien adaptée à la réalisation de dépôts sur des substrats de forme et de nature variées. Les méthodes de trempage-retrait (dip-coating) et d’enduction centrifuge (spin-coating) permettent la réalisation de couches minces avec un contrôle adéquat de l’épaisseur (figure 2). Ces techniques sont utilisées à température et pression ordinaires et le contrôle des épaisseurs est obtenu en faisant varier la vitesse de dépôt.
HAUT DE PAGE3.2 Conditions de dépôt : influences sur la structure des films
Lors de la formation d’un film, les étapes de gélification, d’agrégation, de séchage et d’évaporation se chevauchent dans le temps. La porosité des films obtenus dépend des vitesses relatives d’évaporation (qui densifient le film) et de condensation (qui rigidifient la structure et augmentent donc sa résistance au rétrécissement). En général, les structures des films sont plus denses que les structures des monolithes de xérogel correspondants. Les faibles vitesses d’évaporation utilisées classiquement lors du séchage d’un monolithe de xérogel favorisent en effet les réactions de réticulation conduisant à un renforcement important de la structure du gel (vieillissement du gel). Ce durcissement limite le rétrécissement et donc la densification ultérieure du matériau au cours du séchage.
une durée typique de séchage pour un monolithe de xérogel est de quelques semaines, pour une taille de quelques centimètres, alors qu’il n’est que de quelques secondes à quelques minutes pour un film obtenu par dip-coating.
Les vitesses de condensation et d’évaporation peuvent être ajustées en modifiant le pH du bain de dépôt et en contrôlant la pression de vapeur du solvant au voisinage de la surface du film.
un film formé à partir d’un précurseur polymère fortement branché, de dimension fractale 2,4 à pH 3,2, a une porosité globale voisine de 30 %. La diminution du pH par addition d’une solution aqueuse de HCl...
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Formation des films
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LIVAGE (J.), HENRY (M.), SANCHEZ (C.) - * - Progress in Solid State Chemistry. 18, p. 259 (1988).
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(2) - BRADLEY (D.C.) - Metal alkoxides - . Academic Press, New York (1978).
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ANNEXES
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* - [Brev8] FISCH (A.), DEBILLEMONT (P.) (Allstars Sah). – Process and compositions...
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