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RÉSUMÉ
Les revêtements par voie humide représentent environ 25 % du chiffre d'affaires des traitements de surface, soit 3 milliards d'euros pour l'Europe élargie à 25 pays. Parmi ces revêtements, les techniques au « trempé » de la galvanoplastie sont utilisées dans la plupart des domaines. Ces technologies matures mais polluantes sont aujourd'hui fragilisées par la mise en place de nouvelles normes environnementales, par des demandes croissantes du marché et par des contraintes de cadence de production et de coût d'élaboration. Cet article présente une nouvelle technologie baptisée JetMetalTM qui permet de s'affranchir de ces contraintes.
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Guy STREMSDOERFER : Docteur en chimie - Professeur des Universités à l’École Centrale de Lyon - Consultant en R&D pour la société JetMetal Technologie
INTRODUCTION
En 2009, les revêtements par voie humide représentaient 25 % du chiffre d’affaires des traitements de surface, soit pour l’Europe élargie à 25 pays, 3,85 milliards d’euros. Parmi ces revêtements, les techniques au “trempé” de la galvanoplastie sont utilisées dans la plupart des domaines. Ces technologies matures, mais polluantes, sont aujourd’hui fragilisées par la mise en place de nouvelles normes environnementales, des demandes croissantes du marché, et des contraintes de cadence de production et de coût d’élaboration. Nous présentons ici une nouvelle technologie baptisée JetMetal™ qui permet de s’affranchir de ces contraintes.
In 2009, plating through bath represented 25 % of the surface treatment’s turnover, which is for the 25 European countries 3,85 € billion. Among those treatments, the galvanoplasty technologies are used in nearly all domains. Those mature but polluting technologies are now weakened by the new environmental legislations, through growing demand on the market and by productivity and cost constraints. We are introducing here a new technology named Jet Metal which allows to overcoming all constraints.
Revêtements métalliques, Traitements de surfaces, Dépôt par projection, Films minces
Metallic coating, Surface treatments, Spray coating, Thin films
Points clés :
Domaine : Revêtements métalliques et d’alliages dans les traitements de surface
Degré de diffusion de la technologie : Emergence I Croissance I Maturité
Technologies impliquées : Technologie par projection de solutions aqueuses, dépôts métalliques
Domaines d’application : cosmétique, automobile, aéronautique, optique, connectique, microélectronique
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : AXELERA
Centres de compétence :
Industriels : confidentiel
Autres acteurs dans le monde :
Contact : guy.stremsdoerfer ec-lyon.fr.www.jetmetal-tech.com
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2. Description
Les procédés par voie humide sont basés sur un mécanisme d’oxydoréduction avec une réaction de réduction d’un ion métallique en solution (figure 1) suivant :
L’énergie électronique peut provenir d’une source de courant extérieur (électrochimique), du matériau à revêtir (déplacement), d’un réducteur qui en s’oxydant à la surface du matériau permet au cation de se réduire (electroless, auto-catalytique).
2.1 Technologie du procédé de dépôt chimique dynamique
La technique de Dépôt Chimique Dynamique, Dynamic Chemical Plating (DCP), baptisée JetMetal™, consiste en la projection simultanée et séquentielle par un pistolet double buses d’une solution aqueuse contenant un réducteur et d’une solution contenant un sel métallique (figure 2). Le mélange liquide s’étale à la surface de la pièce à métalliser. Afin d’éviter un dépôt pulvérulent, il est nécessaire de contrôler plusieurs paramètres dont l’énergie de surface, la cinétique réactionnelle, le rapport stœchiométrique entre les espèces électro-actives, l’épaisseur du film liquide de mélange, la pulvérisation et la micro fluidique... Ces conditions étant remplies, la réaction de réduction du cation par l’oxydation du réducteur s’amorce à la surface du substrat et permet d’obtenir des films métalliques (Ag, Cu, Co, Fe...) d’alliages NiB, NiP, NiBP... de 0,05 à plusieurs dizaines de microns d’épaisseur et ce, à température ambiante ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LOWENHEIM (F.A.) - Modern electroplating - Wiley-Interscience Publication (1976).
-
(2) - LACOURCELLE (L.) - Traité de Glavanotechnique - Édition Galva-conseils, 569 p. (1997).
-
(3) - PAWLOWSKI (L.) - Dépôts physiques : Techniques, Microstructures et Propriétés - PPUR presses polytechniques, 305 p. (2003).
-
(4) - PAWLOWSKI (L.) - The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings - J. Wiley & Sons, 656 p. (2008).
-
(5) - HEIMANN (R.B.) - Plasma-Spray Coating - J. Wiley & Sons, 354 p. (2008).
-
(6) - FARES KARAM (A.) - Thèses – Les dépôts chimiques métalliques en mode dynamique : Étude d’un nouveau procédé par aérosol - École Centrale de Lyon (1999).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
G. Stremsdoerfer, A. Fares Karam, “Procédé non électrolytique de métallisation d’un substrat par voie de réduction de sels métalliques et par projection d’aérosols” French patent n° 2763962, international extension n° Wo 9854378, 1997.
S. Stremsdoerfer, French patent « Miroir anti-corrosion, son procédé de fabrication et ses applications dans la récupération de l’énergie solaire » FR n° 0951621, 2009 ; PCT EP n° 2010/053270.
G. Stremsdoerfer, S. Stremsdoerfer, Y. Meas, L. Magallon « Procédé de traitement Optophysique de surface de substrats polymers et dispositifs pour la mise en œuvre du procédé » Brevet français FR 0855532,2009 ; extension international Wo 2010018115, 2010.
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