Dépôt d'oxyde de silicium par procédé plasma hors équilibre à basse pression et à pression atmosphérique sur de l'acier : application aux propriétés anticorrosion

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Submitted on 10 Mar 2009

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Dépôt d’oxyde de silicium par procédé plasma hors

équilibre à basse pression et à pression atmosphérique

sur de l’acier : application aux propriétés anticorrosion

Camille Petit-Etienne

To cite this version:

Camille Petit-Etienne. Dépôt d’oxyde de silicium par procédé plasma hors équilibre à basse pression et à pression atmosphérique sur de l’acier : application aux propriétés anticorrosion. Matière Condensée [cond-mat]. Chimie ParisTech, 2007. Français. �tel-00367151�

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Thèse de doctorat

de l’université Pierre et Marie Curie (Paris VI)

École doctorale de Génie des Procédés et Hautes Technologies Spécialité : Génie des Procédés et Hautes Technologies

Présentée par Camille PETIT-ETIENNE

Pour obtenir le grade de docteur de l’université Paris VI

Dépôt d’oxyde de silicium par procédé plasma hors

équilibre à basse pression et à pression

atmosphérique sur de l’acier : application aux

propriétés anticorrosion

Soutenue le 24 septembre 2007 devant le jury composé de

Mr Riccardo d’AGOSTINO, Rapporteur Mr Didier LEONARD, Rapporteur Mme Nadhira LAIDANI

Mme Eliane SUTTER Mme Isabelle MABILLE Mr Michel CASSIR

Mme Farzaneh AREFI-KHONSARI, Directrice de thèse

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(59)

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(61)

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(65)

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(67)

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(68)

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5 &9&5 7-.=# &-8 5 )7-,=) &-8

04 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < (( < >).? < >-$.. 8 6( + .+1 9- + &3; ( - . = - : - , b . # $ . 6( * * * 0 6 9 + * 0 ? ): 2CD;H)3I # # 9 + * 0 ? ): 2CD; H)&I > - : 4 1 7 $&FC2 #$ * + A 0 6 H)3I & J &: * 33 RF c: , * ) J ): )3 R # # H)&I J * )3 3 R: , * * )& J & ) ) &

(69)

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(70)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 80 90 100 110 120 130 140 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 A ng le d e co nt ac t ( θ °) dO2 (sccm) c os θ / 0 ,- 1 ! 0 7 8 5 9 04 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < (( < >).? < >-$.. 8 ' < - 4 --9- + &&; 6( . ?> 0 " , * 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 P = 1 5 0 P a P = 1 0 0 P a P = 5 5 P a Ab so rba nc e ( u. a. )

N o m b r e d 'o n d e ( c m - 1 )

# $ # # C) # $ # # C₎ C₎ C / 0 ,, 1 5 / * 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < >).? < >-$.. 8 6( * ( 4 3 4 # $ # 4 & ) 4 # C)9- + &); , , ( # $ # * ( + : , # C) + 6 , ( + ( 9- + & ;: * - ( + # $ # # C) * : (C2 #$ , ( + 9 ]F ; 8 9 + &: SCD: )33 R;H I * 7 & ) ) &

(71)

/ 40 60 80 100 120 140 160 0 2 4 6 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Ab so rb an ce (u .a .) A bs or ba nc e (u .a .) Pression (Pa) SiOSi 1064 cm-1 SiCH₃ 1263 cm-1 40 60 80 100 120 140 160 0 5 10 15 20 Si O S i/S iC H3 Pression (Pa) / 0 ,) 1 ! ' / 0 ,# 1 5 &

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7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < >).? < >-$.. 8 -. 1 , -- ( . L - - ( -6 - + & - 4 --# $& b , 9 - ; $ , , 1 - 4 # $& - 9 ≈ : ) ±3:3 " : - 9dG )& :/ 8;; , , : : - +1 H /I: : -H I 9 , * ; 7 C ] K H I , ( - - A 3 J , : * : 3 ' , " * ) J , - ( * : ): * , ( 1 ' * ( !' 8 C2 #$ 1 : 7 , < H /I 4 3 ! 9 ≈ : ) : ; 9 + 0?;: 4 9 ≈ : 3; 9 ;H& I 2 9 ≈ : ; 9 + * 0? ): 2CD;H&&I + ' * 4 -- 9- + & 9 ;;: * , , (4 3 R: ( - : * * , * ( + < * , + * 6 - 4 -- ( .+1 9- + & ; -- 1 +1 +1 - 4 # $&

(72)

-3 9 ≈ : ) : ± 3:3 " : - 4 )& ; 6( - + # $& b , * ( + ( .+1 * 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,26 1,28 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,54 1,56 1,58 n λ (µm) 40 W 30 W 20 W SiO2 20 25 30 35 40 1,40 1,41 1,42 1,43 1,44 1,45 1,46 n Puissance (W) / 0 ,( 1 7 8 % * 5 9, ; 7 8 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (( < 2 < >-$.. 8 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,26 1,28 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,54 1,56 1,58 n λ (µm) dO₂ = 40 sccm dO₂ = 70 sccm dO₂ = 100 sccm SiO₂ 40 50 60 70 80 90 100 1,40 1,41 1,42 1,43 1,44 1,45 1,46 n dO₂ (sccm) / 0 ,= 1 7 8 % * 04 5 9, ; 7 8 04 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < (( < >).? < >-$.. 8 6 - 4 -- 9- + & ; , +1 - 4 # $& - 9 ≈ : ± 3:3 " : - 4 )& ; ! , * * , * : , -( - , - : * , ( - ( -& ) & ) &F) F& )

(73)

50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 1,40 1,41 1,42 1,43 1,44 1,45 1,46 n Pression (Pa) / 0 ,+ 1 7 8 % * 5 9, ; 7 8 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < >).? < >-$.. 8 ' 0 - " 1 6 & - , ( . - 1 / 7 ! $& ( > A 33 ! A )3 R $&G 3 $ ( 9 :& V ; * " 9 3 F ; : $& 8 A $ 9# $ :) : ); : $& 8 A 9 / U4 & U; : - 9 : ; A , 1 ' % 4 6 ) C2 #$F .+1 1 ( * ( (µm) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,26 1,28 1,30 1,32 1,34 1,36 1,38 1,40 1,42 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,54 1,56 1,58 n λ 55 Pa 100 Pa 150 Pa SiO2 ( - ( -& ) F&F)

(74)

& 5 / * $ (89 - : 0 $F $& C2 #$ ? + $& $&N $N* 5 " ( 6 ( -9 1 . ; $&9 ; 0" $e: $&(: $&N - , 0" -? $: $&4 -C2 #$ 9 ; < < ! " , + --F > " ' 1 ( , E ( 6 6 -) 1 6 :"59C 04 4 2 * % 6 4 ( + -( . * 4 * + -( 1 + : ( 1 : *7 : , 4 - A • - : • + " - , : • , " * 4 * : • * 1 - 4 * + + * , * 6 , . , 9, ; , * , , -(

(75)

) 6 , . , 9 G -9';; + W - - , + - _G-9f; 6 1 , - , , ( ( 6 , - , 4 W ' 1 W - , W W 1: : 4 + , : : * -- 4 * : : W , . -2 , ) * 6 + 9- + & ; , 4 6 , * . , 9 1 3 3 ; , W . 9- + &/ ; W 4 9< ; 4 )J 9 3: 2;: : C : 4 9&3 U ; ( + ( , * ( = ( E 4 9 ,^ * ; , , 5 *7 6 A W * : W -6W - 9' #; * 4 )J W W . , 9K ; 6 , 3: ×3: 6 * * 4 W 9' #;

(76)

/ 0 ,$ 1 : 0 ' / 0 ,@ 1 5 % % ' % ' % - 1 % ' - - : W W . 1 , W * , 4 W W . 1 - W * 6( * 9- + )3: &; Z 1 6 2 H)/I A , * - W . : - * 1 W 6W 5 , : * W 5 6 - W * . , 3: c - A . , A K * . A < 3: 6 : C : &3 U 3 6

(77)

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(78)

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(79)

- . ! , , 6( 4 + , D * ( * - - , ( + ( 9< 4 3: 2; $ , ( * 33 8 F 3 8 6 , 9- + )&; ( * : , ( ( . - 6 , ( + ( . - A ? →? &NN & 6 + G -9'; 9- + )); : , . > - , , " - + $ 5 , ( 4 ' ' ' G + N + 1-, 2 - , + - , * * + Q 4 ? . 6 * 4 * : - : * - ! ( : + Q 4 > - )3 V F & courbe anodique 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -770 -720 -670 -620 E (mV) I (m A /c m ²) / 0 ), 1 ' 7 1 E *)F < * 7,. G 88 '

(80)

log I = f(E) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 -740 -720 -700 -680 -660 -640 -620 -600 -580 -560 -540 E (mV) lo g I ( I en m A /cm ²) Pente de Tafel, ba / 0 )) 1 ' 0 > 7 8 # , 9- + ) ;: * : ( -- ( .+1 ' -- : , * : 1 * " -- .+1

6 ( A $&N & C&$ N → $C

: + : + : - : 6 ( .+1 : , " 9 -- - + ;: * -- ( . 9$&; * ( , 1 -- : * * + - $ * A , ( CN *

6 * A & C&$ N & →& $C N C& & CN N & → C& # - + ) : , 1 ( + ' / 3 8: * + * : , ( ( 1 : + 4 * , * 9 * ; , 9- + ) ; 90,A -- 4 -- - - ( , - ( ( ; 6 : , * : * * , + D + 6 .+1 : $C ( 4 * : , + C ? &N - : ( .+1 : . -? $$C * - - + 9- + ) ; '

(81)

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0: * 9γ ? $$C; , *

( . ? &N9? &NN i $&N )F& C&$→? $$C N & CN;H& & I ( B +

9β ? $$C; H& I , * ( . . ? )N 9 ,

; 9? &NN j $&N CN→? )NN i C&$ =? )NN & C&$→? $$C N ) CN;

: , ( , ( * : , -- * + : , ( 4 * 9 - W , + 4 * + : " 5 : * * : 7 * ; courbes cathodiques -0,25 -0,2 -0,15 -0,1 -0,05 0 -1300 -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 E (mV) I ( m A /c m ²) / 0 )# 1 % ' 2 % 2 % 2 7 1 E *)F < * 7,. G 88 700 1200 1700 2200 2700 3200 3700 nombre d'ondes (cm-1) ab so rb an ce (u .a .) β FeOOH 876 β FeOOH 1385 β FeOOH 1620 γ FeOOH 1053 γ FeOOH 1122 γ FeOOH 1454 / 0 )( 1 5 4 2 % ' 2 ! -- $& , * ( * , * ( * ' 0 C&$

(82)

3 + ( , 6 + <., ( 9- + ) ; - ( - +1 4 ( + + 4 + - + : 0 : ( ( ( - A ;; 9 9 0 ω ω 9 / ∞ → = G&3Ω c 1-, 2 6( * 4 - , * ∞ → → − =0 99;_ω ₃ 0 99;_ω / G &33Ω c 1-, 2 , 4 0 . 1 6 1 ( . + 4 * : : 4 ( 1 - + ( 90 : -+ : 0 ; 6 * - 4 # S . A / + ⋅ ⋅ = × ) : & 1-, %2 $P : 0 - + : > - , > - , ! 7 * : , " ( * : , " . 1 : ( .+1 ( 1 , 6 # S . 7 4 * 0 , -- : ( : % # ' H & )I: ( 0 , 7 7 2 - H I: ( 0 , ( " - + , , ( * P ( 0 : - , : + G-9'; 4 , : -/ -= = , A / = 1-, 2 P -- , . 1 F - ! . 1 F < 3: 2: * , ≈ & 8 H I: , ≈ &

(83)

V F c6 4 # S . 7 + , * D , ( 9 G )3 V F &: - + ) ; * + * A & < < )3 V F c ( + 6 -- * * ( ( 0 0 / 0 )= 1 " 0 E ' 7 1 E *) F < * 7,.G 88 / + 0" ! ! & '--< * ( --( : ( : * * $& − , , # ( * 9 * ; * ( 9 ;: , * " ( * * * : ( * $& 9 )3 8 ( 4 )3 8 ( * $&; 6 * * * * ^ 4 ( -4 - : , < : + , 7 --$ , 1 0 200 400 600 0 200 400 600 800 1000 1200 Re(Z) (Ohm.cm²) - I m (Z ) ( O hm .c m ²) 0,1 Hz 1 Hz 0,2 Hz 0,5 Hz 8,25 Hz 65 kHz

(84)

& * * - - 4 ' , , " * 9- + ) ;: * , , ( ( * , * 4 ( : , ( * * $&: , : , * : , ( + * < * * * - , ( , + < * , . 5 . 5 $& < * * 7 , ( 6 " ( . 6 * -- + Q 4 > - 9 , ); 6 > - : : 4 , - + G-9';: * : , , , * 4 -7 , , courbes anodiques 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -720 -670 -620 -570 -520 -470 -420 -370 -320 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité Acier recouvert sans pré-traitement Acier recouvert avec pré-traitement Ar Acier recouvert avec pré-traitement O2

1 3 4 3 2 1 2 4 / 0 )+ 1 ' 2 & < 2 & 2 & 9, 7 1 & 1 >-.. 9,>+. < -.. < ).? < >=+( ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < =+( ; 1 E *)F < * 7,. G 88

(85)

) 7 ( 5- (; ! <0 -)3 )3:3± 3: * A 3 ) & :3± 3: * A & :3± 3: * A $& )3 /3 &:3± 3: # 1 <

& < 2 & 2 &

9,

$ , 1 1 "

( 9)3 k & ( : & k &

( ; , ( 1 " * 9&3 k &;: , + - * 1 " * $& 9 3 k &; M :τ : 7 4 ( * A τ G ; 9 ; 9 ; 9 − 1-, (2 * 9 ; A ( 9 ; A ( ! ( * $&: Aτ G J # ( , ( * " 9- + ) ;: , , ( 4 ( 7 9- ? $$C;: ( ( + -- 6 " ( 1 4 ( * + ( 6 4 1 H)) ) I '-- * : , " * $& 9- + ) ;: ( * < * , - ( ( -( 6 4 ( + 1 4 - ( H) I , $& 1 4 -, 1 . : + + ( . - : H) : &I : * , , " + + . +1 ( * , 9 + -;

(86)

courbes cathodiques -0,25 -0,2 -0,15 -0,1 -0,05 0 -1300 -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité Acier recouvert sans pré-traitement Acier recouvert avec pré-traitement Ar Acier recouvert avec pré-traitement O2

1 3 4 ₃ 2 1 2 4 / 0 )$ 1 % ' 2 & < 2 & 2 & 9, 7 1 & 1 >-.. 9,>+. < -.. < ).? < >=+( ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < -.. < (.? < =+( ; 1 E *)F < * 7,. G 88 − + ( , 6 - + )/ + <., ( * " : * * $& < * , : * . 4 ( .+1 : * , 9) 33 Ω c: , ; 6 * + Q 4 * / 0 )@ 1 " 0 E ' 2

& < 2 & 2 & 9,

7 1 & 1 >-.. 9,>+. < -.. < ).? < >=+( ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < =+( ; 1 E *)F < * 7,. G 88 6 * , + 6 * ( 4 , . + - (7 * 0 500 1000 1500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Re(Z) (Ohm.cm²) - I m (Z ) (O hm .c m ²)

acier non traité

acier traité sans pré-traitement acier traité avec pré-traitement Ar acier traité avec pré-traitement O2 0,1 Hz 0,4 Hz 3 Hz 65 kHz 0,3 Hz 0,1 Hz 1 Hz

(87)

* / = $ --* : , ^ 4 ( 4 ( . 1 ( 0 0 ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A & 33 3 & :3± 3: * A & 33 / & :3± 3: * A $& ) 33 &:3± 3: ( 1 < % 2 & < 2 2 & 2 2 & 9, * 9 ; ( . + , H &: & )3: ) ) : 3I: , 4 ( .+1 : 4 ( * 4 ( .+1 < ( -- -- 1 9 : : : ( .+1 : ;: - ( < , , : , " : ( . , * * * , : : & '-- 4 ( .+1 − , # ( , 9- + 3;: * , : , * : , ( + * + 9 ) 3 ; ' - * 9 ; $ , + Q " ( . : * , , , + : * 4 * 9 : , ; M H) I

(88)

, , 4 ( .+1 + : ( courbes anodiques 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -750 -700 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -350 -300 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité 675 s 3 1350 s

1 2 3 1 ₂ / 0 #.1 ' 2 2 & 9,1 & 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < 2 ; 1 9, >+. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < >=+( ; 1 E * )F < * 7,.G 88 7 ( 5- (; ! <0 -)3 )3:3± 3: * A 3 ) & :3± 3: * A )3 /3 &:3± 3: * A ) 3 & :3± 3: =1 < 2 & 9,1 & 6 - + " ( . - $& < , , $& 9& V F c & V F c * * ; , ( 4 ( .+1 : * 9 & V F c V F c ) 3 ; < * ( -- ( . @!# ( ( ( 5 4 ( .+1 9- + &; ! W : + , ? 3 : , 4 W .+1 : * + 9 , - . ; * 6W 4 ( .+1 - : ? ? H I ( A + + ( .

(89)

-: , , + ( : * 4 * 0 5 10 15 20 25 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Ic or r ( µA /c m ²) t (s) / 0 #- 1 & * 9, 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < 2 ; 1 9,> +. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < >=+( 8 730 725 720 715 710 705 700Fe 3+ avec pré-traitement O₂

Energie de liaison (eV) Fe2+ Fe0 sanspré-traitement O₂ / 0 #, 1 5 H 5 / , & 9, & * 04 − + ( , 6 + <., 9- + );: , * - , ( + + * 4 * ! : * ( 4 0 -- * 9 + & ; 4 , : + 9 ) 3 ;: * , 6( 0 0 5 + & F &

:

& F ) &

:

(90)

/ 0 #) 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 & 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < 2 ; 1 9,> +. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < >=+( ; 1 E *)F < * 7,.G 88 ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A & 33 3 & :3± 3: * A ) 33 &:3± 3: * A ) 3 )33 :3± 3: + 1 < % % 2 & 9, & '--− , # ( , 9- + ;: , * : , * : , ( + * " -* 9 ; ! + 94 33 ;: * , , * ( * A , ( 4 , (. ( 0 500 1000 1500 2000 0 1000 2000 3000 4000 5000 Re(Z) (Ohm.cm²) - Im (Z ) ( Oh m .cm ²)

acier non traité 675 s 1350 s 0,1 Hz 0,4 Hz _{2 Hz} 65 kHz 0,3 Hz 0,2 Hz 1 Hz

(91)

/ courbes anodiques 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -750 -700 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -350 -300 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité 225 s 3 675 s 1350 s 1800 s 3600 s

1 2 4 5 6 3 1 2 4 6 5 / 0 ## 1 ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < 2 ; 1 E * )F < * 7,.G 88 7 ( 5- (; ! <0 -)3 )3:3± 3: * A && 3:3± 3: * A & :3± 3: * A ) 3 & & ): ± 3: * A 33 / &:3± 3: * A ) 33 &:3± 3: $ 1 < 2 & 9,1 6 - + ( * -# : )3 V F c 6 , ( -- " : ( , + * 9 3 V F c && V F c 33 ) 33 ; ( , ( + ( - * < * * : + : , ( 1 33 : - E 4 - 6 4 ( - ! - :

(92)

-/3 0 5 10 15 20 25 30 35 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 t (s) Ic or r ( µA /c m ²) / 0 #( 1 7 1 & 1 9,>+. < - < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < - < #.? < 2 8 − + ( , 6 - + + <., ( * " * # : 0 &33Ω c6 , ( -- " : + ( , + 9 + 33 Ω c && 4 33 Ω c 33 ; ! 1 + 9) 33 ;: 0 ( + 7 +1 * * 4 9 /; 0 4000 0 4000 8000 Re(Z) (Ohm.cm²) -Im (Z ) ( Ohm .c m ²)

acier non traité 225 s 675 s 1350 s 1800 s 3600 s 0,3 Hz 0,4 2 Hz 0,8 1 Hz 0,2 Hz 0,2 Hz 0,26 Hz 0,1 Hz 1 Hz / 0 #= 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < -.. < #.? < 2 ; 1 E * )F < * 7,.G 88

(93)

/ ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A && ) 33 3:3± 3: * A )33 :3± 3: * A ) 3 33 : ): ± 3: * A 33 33 ) &:3± 3: * A ) 33 33 ): &:3± 3: @ 1 < % % 2 2 & 9, & '--− , ' , 9- + ;: , * : , * : , ( + * * " : 4 9≤ 33 ! ; ' -* + Q 4 > - 9 3; 6 - + -M E 9) V F c 3 ! V F c ! ; , ( + , ( + . : , 5 : ( 8 H I + , ( . 4 6 , : ( * * + ): # $ # + # C) 6 + + , * : , + , *

(94)

/& courbes anodiques 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -750 -700 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -350 -300 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité 55 Pa 3 100 Pa 150 Pa

1 2 4 3 1 2 4 / 0 #+ 1 ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < - < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < #.? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 7 ( 5- _{(; ! <}0 -)3 )3:3± 3: * A ! G ! 33 :3± 3:& * A ! G 33 ! 3 &:3± 3:& * A ! G 3 ! /3 ) ):3± 3:& -.1 < 2 & 9,1 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 40 60 80 100 120 140 160 Pression (Pa) Ic or r ( µA /c m ²) / 0 #$ 1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < #.? < >-$.. 8 − + ( , + <., ( * " 4 * 9- + /;: * , , ( E + 0 9 3 3 Ω c : 33

(95)

/) Ω c 3: ; * * 6 * : 4 1 4 , + < * , / 0 #@ 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < - < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < 2 < #.? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A ! G ! 333 : :3± 3:& * A ! G 33 ! 33 ) &:3± 3:& * A ! G 3 ! 3 3 ): ):3± 3:& -- 1 < % % 2 2 & 9, & '--− , 6 , ( * 4 * - + 3 6 & * 0 4000 8000 0 4000 8000 12000 16000 20000 Re(Z) (Ohm.cm²) -Im (Z) (O hm .c m ²)

acier non traité 55 Pa 100 Pa 150 Pa 0,26 Hz 1,3 Hz 0,2 Hz 5,2 Hz

(96)

Acier non traité 20 w 3 25 W 30 W 35 W 40 W

1 2 4 5 6 3 1 2 6 4 5 / 0 (.1 ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (( < 2 < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 7 ( 5- (; ! <0 -)3 )3:3± 3: * A !L G &3 R 33 /3 ):3± 3:& * A !L G & R /3 33 : ± 3:& * A !L G )3 R 33 3 3:)± 3:& * A !L G ) R &3 :3± 3:& * A !L G 3 R 33 :3± 3:& -, 1 < 2 & 9,1 6( -- + M * )3 R 6 3:) V F c6 , * : + 6 * ( + ( , ( + ( " 9* + &; 7 : : ( + ( , ( " 4 1 ( ,

(97)

/ 0 10 20 30 40 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 vi te ss e de d ép ôt (n m /m in ) ico rr ( µ A/ cm 2 ) Puissance (W) / 0 (- 1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (( < 2 < >-$.. 8 − + ( , 6 - + & + <., ( " 4 -- M * )3 R 6 33Ω c6 , * : 0 6 ) - 6 ( . / 0 (, 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (( < 2 < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 0 10000 20000 0 10000 20000 30000 40000 50000 Re(Z) (Ohm.cm²) -Im (Z ) ( O hm .c m ²)

acier non traité 20 W 25 W 30 W 35 W 40 W 0,8 Hz 0,2 Hz 0,2 Hz 1,3 Hz 0,6 Hz 0,5 Hz

(98)

/ ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A !L G &3 R /33 ): ):3± 3:& * A !L G & R 333 : : ± 3:& * A !L G)3 R 33 3: 3:)± 3:&

* A !L G) R &3 33 :& :3± 3:& * A !L G 3 R 333 : :3± 3:& -) 1 < % % 2 2 & 9, & - '-- ( .+1 − , 6 , ( " -- * --( .+1 - + ) * + 6( - ( .+1 - + 6( + ( .+1 ( + 6( + .+1 ( . 9 + & ; ( + ( -( * 4 * < : 4 -( .+1 : + ( , ( " - -9C_&$: $_& $; 9 + ); , + 9 + & ; 6 , -. : , ( . * * ' 8 H))I : 8 H) I , " . # $ . 4 , " . # $ - ( M 4 * 4 *

(99)

Acier non traité 40 sccm 3 70 sccm 100 sccm

1 2 4 3 1 ₂ ₄ / 0 () 1 ' 2 2 & 9,1 04 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < (( < ).? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 7 ( 5- _{(; ! <}0 -)3 )3:3± 3: * A $&G 3 3 33 ): ± 3:& * A $&G 3 33 3 3:)± 3:& * A $&G 33 /3 /3 :3± 3:& -# 1 < 2 & 9,1 04 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 2 4 6 0 10 20 30 40 50 vit es se d e dé pô t ( nm/ min ) ic or r ( µ A/ cm 2 ) dO₂ (sccm) / 0 (# 1 04 7 1 & 1 9,>+. < - < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < .<(( < ).? < >-$.. 8

(100)

/ − + ( , # + <., ( " 4 --( .+1 9- + ;: * * , : 4 3 6 + Q , 6 4 -/ 0 (( 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 04 7 1 & 1 9,>+. < -.. < ).? < >-)(. ; 1 9, 2 < >-. < :"59 >,# < (( < ).? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3:3± 3: * A $&G 3 33 : ): ± 3:& * A $&G 3 33 3: 3:)± 3:3 * A $&G 33 /33 : :3± 3:& -( 1 < % % 2 2 & 9, & + '--− , < * , : , * 9- + ; , * 9 ;: , " 0 10000 20000 0 10000 20000 30000 40000 50000 Re(Z) (Ohm.cm²) -Im (Z ) ( Ohm .c m ²)

acier non traité 40 sccm 70 sccm 100 sccm 0,8 Hz 0,2 Hz 0,2 Hz 0,5 Hz 0,1 Hz

(101)

// Courbes anodiques 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 -750 -700 -650 -600 -550 -500 -450 -400 -350 -300 E (mV) I ( m A /c m ²)

Acier non traité 30 Pa 3 50 Pa 100 Pa 150 Pa

1 2 4 3 1 2 4 5 5 / 0 (= 1 ' 2 2 & 9,1 & 7 1 & 1 9,>+. < 2 < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (<( -.&- < ).? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88 7 ( 5- (; ! <0 -)3 )3:3± 3: * A ! G)3 ! &3 3:3)± 3:3 * A ! G 3 ! 33 / 3: ± 3:3 * A ! G 33 ! 33 3 3:)± 3:3 * A ! G 3 ! 33 ) 3: ± 3:3 -= 1 < 2 & 9,1 & < * ( -- 4 ( .+1 9- + ; 6 + 95 , (4 3: k &; < * -- 4 + ( " ( + + , ( + . 6 9$&N: $N; * : , + . + -- - * -( . : 4 (

(102)

33 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 20 40 60 80 100 120 140 160 Pression (Pa) Ic or r ( µA /c m ²) / 0 (+ 1 & * 04 7 1 & 1 9,>+. < 2 < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < .<(( < ).? < >-$.. 8 − + ( , 6 - + + <., ( * 4 * 6 ( + 9&) BΩ c 3 !: / BΩ c )3 ! ;: , * - + 6 0 40000 80000 0 40000 80000 120000 160000

Re(Z) (Ohm.cm²)

-Im(

Z)

(O

hm.

cm²

)

acier non traité 30 Pa 50 Pa 100 Pa 150 Pa 0,4 Hz 0,1 Hz 2 Hz 0,8 Hz 0,2 Hz 0,6 Hz / 0 ($ 1 " 0 E ' 2 2 & 9,1 & 7 1 & 1 9,>+. < 2 < ).? < >-)(. ; 1 9,>+. < >-. < :"59 >,# < (<( -.&- < ).? < >-$.. ; 1 E *)F < * 7,.G 88

(103)

3 ' 0 9Ω c; ± 33 / = 9k &; 9k &; 9 > - ; &33 & )3± 3: * A ! G)3 ! / 333 3: 3:3)± 3:3 * A ! G 3 ! )333 3:) 3: ± 3:3 * A ! G 33 ! 33 3: 3:)± 3:3 * A ! G 3 ! &)333 3: ± 3:3 -+ 1 < % % 2 & 9, 6 7 + : : ( .+1 < * " . τ G //:/ J * 3:3) k & / BΩ c & '-- -- . - * 8 M6 H&/: ) I ? ? H &: ) I: . A < 3: 2 < &#$ 3: 2 6 < 3: 2 + * , < 3 2: 5 , (4 < &#$ + * , 6 - + / + <., ( * - ( . 6 , ( < 3: 2 4 3: 2: 0 9 / BΩ c 3: 2: )3 BΩ c 3: 2; 8 M H&/: ) I < 4 3 2 . * ( .+1 1 ( + ' , ( .+1 ( : ( .+1 : - : 0 1 3 ( ( . : , * 1 ( 0 3 Ω c 2 4 3 Ω c 1 (

(104)

3& ( , * + , , * 6 , ( ( < 3: 2 4 < &#$ 3: 2: 0 , 9 / BΩ c < 3: 2: /33 BΩ c < &#$ 3: 2; ? ? H) I 0 &:& 2Ω c < &#$ 3: 2 * + 4 ): 2CD / 0 (@ 1 " 0 E ' 7 1 & 1 9,>+. < .<) < ).? < >-)(. ; 1 9,> +. < >-. < :"59 >,# < .<(( < ).? < >-$.. ; 1 2 < < * 7,.G 88 & '-- ( 4 ( . < * : - : ( * 0 - - ( < 3: 2 9- + 3; 6 0 / BΩ c4 &) BΩ c & 6 0 ? ? H I + ( * 0 -( ( . 9< &#$ 3: 2 ; ! 0 BΩ c9 1 ( ;: 0 4 )3 BΩ c 1 & ( H) I: 0 9 &:& 2Ω c; 4 BΩ c 1 3 < " * * - 9 ; 0 200000 400000 0 200000 400000 600000 800000 Re(Z) (Ohm.cm²) -Im( Z) (O hm. cm² ) NaCl 0,5 M NaCl 0,1 M Na2SO4 0,1 M