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الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية République Algérienne Démocratique et P

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de L’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Ferhat ABBAS Sétif 1 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés MEMOIRE DE MASTER DOMAINE: Sciences et Techniques FILIERE: Génie des Procédés OPTION : Electrochimie des Matériaux Thème : Présenté par: Encadré Par: Moufoued Imene Dr. S. Boukherissa Date de soutenance: 21/06/2014 Jury de soutenance: Président : Pr. F. Naamoune Université Sétif-1 Encadreur : Dr. S. Boukherissa Université Sétif-1 Examinateur: Dr. N. Kerouani Université Sétif-1 Analyse comparative de deux électrolytes de dorure: application à la substitution d’un électrolyte cyanuré de dorure Chapitre I Etude bibliographique 3 I-1 Propriétés spécifiques des surfaces : Dans une majorité de cas, dès que se pose le problème de l’optimisation des propriétés d’un matériau, métallique ou non, il apparaît que les phénomènes de surface jouent un rôle déterminant dans cette démarche. Quelques exemples industriels permettent d’illustrer cette forte influence : économie de matière et respect de l’environnement par le choix de matériaux à résistance accrue vis-à-vis des agressions subies en service, optimisation des propriétés catalytiques des surfaces impliquées dans les procédés du génie chimique, réduction du frottement et de l’usure dans la transmission de puissance utilisée dans l’industrie du transport, biocompatibilité et résistance à l’usure des biomatériaux prothétiques, structure et propriétés des interfaces dans les constituants actifs et passifs de la microélectronique. De nombreux phénomènes métallurgiques sont liés à un rôle déterminant des surfaces, on peut citer à titre indicatif: – en élaboration, le processus de solidification, la croissance cristalline, le frittage et la réalisation d’un dépôt, – en évaluation des propriétés d’usage, les modes de fissuration et de rupture en fatigue, la résistance à l’érosion et à la cavitation, l’aptitude à l’usinage avec ou sans enlèvement de copeaux, le comportement au frottement et à l’usure, l’adhérence et l’aptitude au collage, l’influence de la lubrification, – en réactivité physico-chimique, la corrosion et l’oxydation, la catalyse, les processus de recristallisation, de transformation de phases et de coalescence, la liaison céramique métal ou polymère métal, la biocompatibilité, – en évaluation des propriétés physiques, le pouvoir réflecteur et la résistance de contact. Tous ces critères spécifiques des surfaces liés aux propriétés de mise en œuvre et d’usage des matériaux. La surface est effectivement une discontinuité dans l’arrangement des atomes d’un solide, ce qui lui confère une énergie supérieure à celle du volume [4]. I-2 Préparation de surface des matériaux : La préparation de surface a un rôle capital en galvanoplastie. Toutes les impuretés doivent être éliminées quantitativement. Pour cela on réalise deux types importants de traitement : Chapitre I Etude bibliographique 4 Traitement mécanique. Traitement chimique, électrochimique, décapage chimique. I-2-1 Traitement mécanique : Généralement c’est un traitement mécaniqued’abrasion (grattage,brossage,etc.) Est utilisée premier lieu pour éliminer tout ce qui adhère fortement et résiste en particulier, à une attaque chimique, comme par exemple, les grains de sable provenant du moulage de la pièce. Ce traitement mécanique sert aussi à préparer la surface de l’objet et à la rendre aussi régulière et aussi lisse qu’on le désire. I-2-2 Traitement chimique : Après cette première opération ou série d’opérations on procède au nettoyage proprement dit de l’objet à l’aide de solution convenable [5]. I-2-2-1 Dégraissage chimique : Il consiste à enlever les traces de graisse (animales, végétales ou des huiles minéraux), de pate de polissage dans les solutions basiques ou les solvants organiques. Le temps de dégraissage doit être déterminé selon la couche de graisse se trouvant sur les pièces métalliques avec à une température convenable. Le dégraissage des petites pièces est réalisé dans des tambours perforés qui sont en rotation et plongés dans des solutions basiques chauffés (60°C -70°C) [6]. I-2-2-2 Décapage : C’est un processus qui consiste à éliminer les produits de corrosion et les oxydes en les dissolvants dans des acides ou des bases. Ils sontréalisés par des méthodes chimiques ou électrochimiques après l’opération de dégraissage.Ainsi la surface de la pièce peut se couvrir d’une couche épaisse d’oxyde. Cette pellicule d’oxyde doit être éliminée avant le processus de déposition [5]. I-2-2-3 Lavage : Un grand rôle dans la préparation des surfaces est joué par leur lavage et l’ordre des opérations de traitements. Après chaque opération indiquée auparavant, le métal doit être lavé Chapitre I Etude bibliographique 5 minutieusement avec l’eau courante propre à fin d’éliminer les restes des solutions d’acides ou bases. Immédiatement après le lavage, la pièce est plongée dans le bain électrolytique et polarisée catholiquement pour effectuer le traitement galvanique [7, 8,9]. I-3 Influence des paramètres d'électrolyse : Plusieurs auteurs [10] pensent que les variations des paramètres d'électrolyse peuvent améliorer la qualité du dépôt électrolytique. Plusieurs facteurs tels que les agents complexant [11.12], les anions [13], et des additifs [14] jouent un rôle fondamental dans l'électrodéposition des métaux. Ces facteurs peuvent modifier la texture et la morphologie du métal [15, 16,17]. I-3-1 Densité de courant : L’épaisseur de dépôt est proportionnelle à l’intensité du courant et au temps d’électrolyse [18]. Les propriétés et la morphologie des dépôts sont influencées par la vitesse de germination d'une part, et par la vitesse de croissance métallique d'autre part. Si la cinétique de germination est faible et la cinétique de croissance élevée, on obtiendra de gros grains. Dans le cas contraire, on obtiendra des grains fins. I-3-2 Température : Si la température augmente, la vitesse de diffusion augmente, de même que la conductibilité; cela accélère le processus de micro-cristallisation. Cependant, dans le mêmes temps, les surtensions diminuent et cela favorise la croissance des grains. I-3-3 Agitation de l'électrolyte : Au cours de l'électrolyse, la concentration de l'électrolyte au niveau de la cathode diminue. Il est nécessaire de maintenir une certaine agitation pour uniformiser les concentrations afin d'obtenir un dépôt continu et régulier. En plus, cela facilite la diffusion des ions et s'oppose à l'épuisement de la couche de diffusion. I-3-4 Nature et concentration des ions métalliques En galvano-technique, souvent, on ajoute à certains électrolytes des sels pour améliorer la conductivité et augmenter la polarisation cathodique. Chapitre I Etude bibliographique 6 Par exemple, l'ajout à 1'électrolyte de sulfate de cuivre des quantités d’additifs, permet d'obtenir des dépôts de bonne qualité [19,20]. Il existe deux types d'électrolytes utilisés pour le recouvrement des métaux : - Les électrolytes simples. - Les électrolytes complexes d'ions formant des composés complexes. L'élévation de la concentration des sels métalliques fait augmenter la "fourchette" de densité de courant, et il n'est pas facile de juger, pour un facteur d'électrolyse déterminé, la part qui revient à chacune d'elles. En outre, tous les facteurs de 1'électrolyse sont étroitement liés entre eux, la densité de courant par exemple dépend de la concentration de l'espèce électro active à la surface de l'électrode, qui elle-même dépend des conditions d'agitation [21]. I-4 Paramètres contrôlés des dépôts : La mesure et le contrôle des propriétés des revêtements obtenus électrolytiquement ou par une réduction chimique prennent aujourd’hui une importance considérable. La situation économique actuelle exige l’obtention de plus en plus une qualité meilleure. I-4-1 Contrôle de l’adhérence : L’adhérence peut être définie comme étant la force nécessaire pour séparer le dépôt de son support, interaction entre le réseau métallique du support .en générale, l’adhérence est liée à la répartition du courant .L’adhérence est en fonction de l’épaisseur du dépôt et de la nature du support d’une part et de la couche déposé d’une autre part .L’adhérence diminue avec l’augmentation de l’épaisseur du dépôt formé. I-4-2 Contrôle de la brillance Un aspect brillant est souvent recherché lorsque le dépôt à des fins esthétique. L’importance de la brillance est liée au mode de réflexion de la lumière sur la surface qui parait brillante, si la réflexion est directionnelle, et mate si elle diffuse. Les additifs brillanteurs sont aussi de cristallisation, ils agissent uniformisant les vitesses de croissance des différentes faces cristallines [22]. I-4-3 Contrôle de la rugosité : Si l’on coupe normalement une surface par un plan, on obtient une courbe appelée profil de surface. C’est à partir de ce profil que l’on analyse les différents défauts de la Chapitre I Etude bibliographique 7 surface. Parmi ces défauts .il caractérise la rugosité de surface ; ce sont des défauts constitués par stries ou sillons. Il existe plusieurs paramètres de rugosité pour décrire l’état d’une surface donné : Profondeur maximale de rugosité : Rmax C’est la distance maximale entre creux et la saillie. Ecart moyen arithmétique par rapport à la ligne moyenne : Ra, soit Ox et Oy nouveaux système d’axe. Ra : égale à la moyenne arithmétique calculée sur la longueur d’évaluation, de la valeur absolue de l’ordonné y entre chaque point de la courbe enregistrée et l’axe Ox. I-4-4Contrôle de l’épaisseur : La qualité fondamentale qui définit le revêtement est son épaisseur. Il est indispensable que le nombre définissant cette épaisseur ait la même signification pour le producteur et l’usager, et que son obtention soit reproductible quel que soit la méthode d’essai utilisée [23]. I-4-5 Contrôle de l’aspect : Le contrôle de l’aspect est effectué par l’observation visuelle des plaquettes. Donc le contrôle visuel est très important et uploads/Industriel/ master2-moufoued-imene.pdf