CEMENTATION ELECTROCHIMIQUE ASSISTEE PAR LES ULTRASONS BASSE FREQUENCE - APPLICATION AU COUPLE CADMIUM/ZINC
CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE L'EFFET DES ULTRASONS BASSE FREQUENCE (20 KHZ) SUR LA REACTION DE CEMENTATION CD(II)/ZN SUR EDT (ELECTRODE A DISQUE TOURNANT) ET SUR POUDRE EN REACTEUR AGITE. DANS LES DEUX CONFIGURATIONS, ET QUE CE SOIT AVEC OU SANS ULTRASON, LA REACTION EST CONTROLEE PAR LE TRANSFERT DE MATIERE LIQUIDE-SOLIDE DES ESPECES CEMENTANTES, DU MOINS JUSQU'A UN TAUX DE CONVERSION DE 80%. SUR EDT, LA CINETIQUE DE LA REACTION PEUT ETRE DECRITE PAR DEUX ETAPES DU PREMIER ORDRE DONT LA DEUXIEME EST PLUS RAPIDE QUE LA PREMIERE. CETTE ACCELERATION EST LIEE A UNE MODIFICATION DE L'HYDRODYNAMIQUE A LA SURFACE DE L'ELECTRODE RESULTANT DE L'EVOLUTION DU DEPOT SUR LES PLANS QUANTITATIF (MASSE) ET QUALITATIF (MORPHOLOGIE). L'APPARITION DE CETTE RUGOSITE CRITIQUE DEPEND DE NOMBREUX PARAMETRES OPERATOIRES TELS QUE LA VITESSE D'AGITATION, LA TEMPERATURE OU BIEN ENCORE LES CONCENTRATIONS INITIALES EN ESPECES METALLIQUES. D'AUTRE PART, L'APPORT DES ULTRASONS SUR LA CINETIQUE DE LA REACTION EST REDUIT PAR RAPPORT AUX RESULTATS ESCOMPTES (GAIN D'UN FACTEUR 5-10) A PARTIR D'UNE ETUDE ELECTROCHIMIQUE DU SYSTEME REDOX ETUDIE. DEUX EFFETS ISSUS DE LA CAVITATION ACOUSTIQUE SE COMPENSENT : L'AMELIORATION DU TRANSFERT DE MATIERE (EFFET POSITIF) ET LA REGENERATION DE LA SURFACE REACTIONNELLE (EFFET NEGATIF). EN EFFET, CE DERNIER CONDUIT A LA DESTRUCTION DU DEPOT METALLIQUE DONT LA PRESENCE EST L'AGENT ACCELERATEUR DE LA CINETIQUE DE CEMENTATION SANS ULTRASON. EN REACTEUR AGITE MECANIQUEMENT, LES PARTICULES DE ZINC SUBISSENT UNE FRAGMENTATION CONDUISANT, DE PART L'AUGMENTATION DE SURFACE REACTIONNELLE, QUI EN RESULTE, A UNE AMELIORATION DE LA CINETIQUE. L'UTILISATION DES ULTRASONS EST EGALEMENT, DANS CETTE CONFIGURATION, PEU PROBANTE SUR LA CINETIQUE, LES PARTICULES CONSERVANT UNE TAILLE IMPORTANTE PAR FUSION DU DEPOT DE CADMIUM A LEUR SURFACE. CEPENDANT, ELLE PERMET A LA REACTION D'ETRE TOTALE CE QUI N'EST PAS LE CAS SANS ULTRASON DU FAIT D'UNE LIMITATION EN FIN DE REACTION PAR LE TRANSPORT DES ESPECES ZN(II) OXYDEES DU ZINC DES SITES ANODIQUES VERS LA SOLUTION. UNE MODELISATION SIMPLIFIEE DE LA REACTION SUR POUDRE EN REACTEUR AGITE A PERMIS DE CONFIRMER CETTE LIMITATION. L'APPORT DES ULTRASONS BASSE FREQUENCE SUR LA CEMENTATION CD(II)/ZN EST DONC GLOBALEMENT RELATIVEMENT LIMITE D'AUTANT PLUS QUE LES ENERGIES MISES EN JEU SONT IMPORTANTES.