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Analyse et technologie des surfaces
dépôt galvanique d’un métal avec son anodisation pour obtenir soit un dépôt de
composé défini du métal apporté soit un cermet constitué par exemple d’un corps
biphasé: oxyde du métal + métal. La classification n’est donc utile que pour l’ingénieur, qui reste conscient de ces exceptions.
Pour faciliter la compréhension de ces méthodes, nous commençons ce chapitre avec le rappel de quelques principes qui gouvernent le traitement de surfaces à
partir d’électrolytes.
16.2.2 Equilibre, potentiel électrochimique
Le potentiel électrochimique est défini par la somme:
(16.1)
avec
:
potentiel électrochimique de l’ion A qui porte la charge ze – positive, négative ou zéro.
:
potentiel chimique de l’ion A dans l’électrolyte.
V(x, y, z): potentiel électrique local.
Ce dernier paramètre est introduit par des métaux qui sont capables d’échanger
des charges électriques avec l’électrolyte. On les appelle électrodes.
La mesure de ces fonctions des coordonnées de l’espace x, y, z et de la température n’est pas toujours évidente de même que leur maîtrise par l’opérateur. Le
potentiel chimique d’un ion A est le résultat de toutes les concentrations locales de
substances capables de réagir avec l’ion considéré. Ces concentrations sont liées à
la concentration de A par des équations d’équilibre chimique, dont les constantes,
les enthalpies libres de réaction, sont en général connues. A l’équilibre on a
(16.2)
où ∆G AB est l’enthalpie libre de dissociation de la molécule AB.
Mais un système constitué de 4 éléments du système périodique et d’eau
nécessite la prise en considération d’une cinquantaine d’équations. Pour la suite
nous retenons que
(16.3)
avec c i (x, y , z ), la concentration de la substance i capable de réagir avec la substance
A à l’endroit x , y , z .
On appelle c i et la température T , les cordonnées de l’espace de réaction.
La détermination du champ électrique local V ( x , y , z ) est un problème de calcul
et de mesure électrostatique.
µ e
A x y z T
, , ,
(
)
µ C
A x y z T
, , ,
(
) ezV x y z
, ,
(
)
+
=
µ e
A
µ C
A
K AB T p
,
(
)
C AB x y z t
, , ,
(
)
C A x y z t
, , ,
(
)C B x y z t
, , ,
(
)
-------------------------------------------------------------- -
K 0 e
∆G AB T p
,
(
)
(
) /kT
–
=
=
µ C
A x y z T
, , ,
(
)
µ C
A c 1 x y z
, ,
(
) c 2 x y z
, ,
(
) c n x y z
, ,
(
) T
,
,
,
(
)
=
Analyse et technologie des surfaces
dépôt galvanique d’un métal avec son anodisation pour obtenir soit un dépôt de
composé défini du métal apporté soit un cermet constitué par exemple d’un corps
biphasé: oxyde du métal + métal. La classification n’est donc utile que pour l’ingénieur, qui reste conscient de ces exceptions.
Pour faciliter la compréhension de ces méthodes, nous commençons ce chapitre avec le rappel de quelques principes qui gouvernent le traitement de surfaces à
partir d’électrolytes.
16.2.2 Equilibre, potentiel électrochimique
Le potentiel électrochimique est défini par la somme:
(16.1)
avec
:
potentiel électrochimique de l’ion A qui porte la charge ze – positive, négative ou zéro.
:
potentiel chimique de l’ion A dans l’électrolyte.
V(x, y, z): potentiel électrique local.
Ce dernier paramètre est introduit par des métaux qui sont capables d’échanger
des charges électriques avec l’électrolyte. On les appelle électrodes.
La mesure de ces fonctions des coordonnées de l’espace x, y, z et de la température n’est pas toujours évidente de même que leur maîtrise par l’opérateur. Le
potentiel chimique d’un ion A est le résultat de toutes les concentrations locales de
substances capables de réagir avec l’ion considéré. Ces concentrations sont liées à
la concentration de A par des équations d’équilibre chimique, dont les constantes,
les enthalpies libres de réaction, sont en général connues. A l’équilibre on a
(16.2)
où ∆G AB est l’enthalpie libre de dissociation de la molécule AB.
Mais un système constitué de 4 éléments du système périodique et d’eau
nécessite la prise en considération d’une cinquantaine d’équations. Pour la suite
nous retenons que
(16.3)
avec c i (x, y , z ), la concentration de la substance i capable de réagir avec la substance
A à l’endroit x , y , z .
On appelle c i et la température T , les cordonnées de l’espace de réaction.
La détermination du champ électrique local V ( x , y , z ) est un problème de calcul
et de mesure électrostatique.
µ e
A x y z T
, , ,
(
)
µ C
A x y z T
, , ,
(
) ezV x y z
, ,
(
)
+
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µ e
A
µ C
A
K AB T p
,
(
)
C AB x y z t
, , ,
(
)
C A x y z t
, , ,
(
)C B x y z t
, , ,
(
)
-------------------------------------------------------------- -
K 0 e
∆G AB T p
,
(
)
(
) /kT
–
=
=
µ C
A x y z T
, , ,
(
)
µ C
A c 1 x y z
, ,
(
) c 2 x y z
, ,
(
) c n x y z
, ,
(
) T
,
,
,
(
)
=