Structuration de Surfaces de Magnesium par la Cavitation Acoustique
Résumé
Le magnesium et ses alliages sont largement utilises dans les industries de l'automobile, l'aerospatiale et la microelectronique [1]. Par ailleurs, le Mg et ses alliages sont des materiaux potentiels pour des applications biomedicales, et la structuration ou le coating de leur surface sont des approches communes pour ameliorer leur resistance a la corrosion [2]. En comparaison avec les methodes conventionnelles, la structuration de surface par ultrasons presente les avantages d'un contact indirect avec les surfaces, d'une forme illimitee des objets, d'un cout relativement faible et d'une grande simplicite de mise en oeuvre.Cette etude porte sur l'effet de la sonification sur des surfaces etendues de magnesium a basse (20 kHz), moyenne (100-200 kHz) et haute (1 MHz) frequence ultrasonore dans l'acide oxalique dilue. Les effets de la sonification sont suivis par MEB, reconstruction d'image 3D, analyse de la mouillabilite, spectrometrie de masse et ICP-AES. Il apparait que les effets generes sur les echantillons metalliques dependent grandement de la frequence ultrasonore. A 20 kHz, une forte erosion est observee, ainsi que la formation de trous et de canaux (Fig. 1.a). La sonification a 1 MHz genere une surface lisse depourvue de piqures. Enfin, des crateres etendus en forme de balle de golf et de nouvelles structures micrometriques, spheriques, peuvent etre observes pour les frequences intermediaires (Fig. 1.b et c). La structuration du cratere se caracterise par une mouillabilite elevee et une rugosite de 170 nm, mesuree par un logiciel de reconstruction en 3D. Notre etude a montre que ces architectures resultent de la dissolution controlee de la surface de Mg sous ultrasons. La nucleation heterogene amenee par la creation de defauts sous ultrasons et par la formation de H2 gazeux est probablement a l'origine de la formation du cratere.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)