Chapitre I
Le traitement de passivation est réalisé par
immersion dans des solutions de sels de cérium ou par déposition
cathodique dans ce dernier cas, la formation des couches minces est
généralement associée à la formation d'oxydes ou
d'hydroxydes de cérium sur les sites cathodiques de la surface
métallique.
Les techniques usuelles de préparation de la poudre et
des revêtements d'oxyde de cérium les plus utilisées sont:
la déposition chimique en phase vapeur et électrochimique [7,8],
la précipitation chimique et hydrodynamique [9,10], Sol-gel [11,12] et
l'électrodéposition (ELD et EPD) [13,17].
Les premiers travaux consistaient en l'immersion du substrat
dans des solutions de nitrate ou de chlorure de cérium durant plusieurs
jours [18,19]. La longue durée d'immersion rend cette méthode
commercialement pas intéressante. A cet effet, plusieurs auteurs ont
tenté de réduire le temps de déposition par
l'élaboration des films d'oxyde de cérium par immersion dans un
bain à des températures plus élevées avec un
prétraitement anodique de la surface dans Na2MoPO4 [20,21].
Malgré les résultats encourageants de cette procédure, sa
mise en ouvre à l'échelle industrielle présente quelques
difficultés liées à l'évaporation de la solution et
le coût du chauffage.
L'électrodéposition des oxydes de cérium
souvent appelée déposition électrolytique (ELD)
est plus intéressante pour son faible coût et la
possibilité de contrôle des caractéristiques des particules
des dépôts [22]. En effet, l'électrodéposition offre
l'avantage et la particularité dans le développement des
matériaux nanostructurés. Durant les dix dernières
années, un intérêt particulier a été
manifesté pour l'électrodéposition des films minces de
céramique. La faisabilité de l'électrosynthèse du
CeO2 [23], AgO [24], ZrO2 [25], TiO2 [26], CuO [27], complexe d'oxydes de
titane [28,29] et autres oxydes monométalliques et composites [30,33] a
été démontrée. De plus, il été
rapporté que la composition et la morphologie des composites peuvent
être façonnées selon les exigences demandées pour
plusieurs applications électrochimiques, biomédicales et
catalytiques [34,35].
I.3. Electrodéposition cathodique des oxydes
métalliques:
L'étude des films minces métalliques (quelques
Å à 1000 Å d'épaisseur) a démarré il
y'a plus d'une vingtaine d'années. Son essor a été
considérable parce que les techniques de fabrication ont permis
d'atteindre des degrés de précision élevés dans le
contrôle des épaisseurs déposées. On distingue deux
grandes catégories de méthodes d'élaboration des couches
minces : les méthodes physiques telles que la pulvérisation ou
l'évaporation, et les méthodes chimiques telles
l'électrodéposition cathodique.
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Chapitre I
Dans le domaine des films minces, il faut maîtriser des
dépôts ayant des épaisseurs contrôlées et ceci
est beaucoup plus facile à réaliser avec les méthodes se
basant sur l'électrodéposition cathodique. En effet,
l'électrodéposition cathodique offre un contrôle rigide de
l'épaisseur des films, une bonne uniformité des films et une
vitesse de déposition considérable. Et elle est
intéressante pour le faible coût relatif des
équipements.
Cette technique est intéressante pour obtenir des
dépôts sur des surfaces de substrat de forme assez
compliquées, pour l'imprégnation de surfaces poreuses, et pour la
déposition dans des aires bien spécifiques, comme dans le cas de
l'électrolyse au tampon. De plus, elle est considérée
comme une des méthodes les plus importantes dans les
procédés d'élaboration des films en céramique. Pour
la fabrication des films par électrodéposition cathodique, on
utilise soit la déposition électrophorétique durant
laquelle des suspensions de particules sont utilisées, soit la
déposition électrolytique durant laquelle on utilise des
solutions de sels métalliques [6]. Les principales
caractéristiques des deux méthodes
d'électrodéposition cathodique, EPD (electrophoretic
deposition ) et ELD (electrolytic deposition), sont regroupées
dans le Tableau I.1.
Tableau I.1: Conditions expérimentales
et caractéristiques de la déposition EPD et ELD des
matériaux en céramique [34].
|
Déposition électrophorétique
|
Déposition électrolytique
|
|
Milieu
|
Suspension
|
Solution
|
|
Espèces en mouvement
|
Particules
|
Ions ou complexes
|
|
Réactions d'électrode
|
Aucune
|
Génération des OH- et neutralisation des
espèces cationiques
|
|
Solvant préférentiel
|
Organique
|
Aqueux ou mixte
|
|
Conductivité du solvant
|
Faible
|
Elevée
|
|
Vitesse de déposition
|
1-103 um/min
|
10-3 - 1 um/min
|
|
Homogénéité des dépôts
|
Limitée par la taille des particules
|
A l'échelle nm
|
|
Stoechiométrie des dépôts
|
Contrôlée par la stoechiométrie de la poudre
de départ
|
Peut être contrôlée par le
précurseur
|
En ce qui concerne notre travail, et compte tenu des avantages
de coût et d'utilisation qu'elle présente, le recours au moyen
sera de l'électrodéposition cathodique électrolytique
(ELD) sera avantagé eu égard aux spécificités sus
évoquées.
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