ETUDE DE L'INFLUENCE DES ADDITIFS ORGANIQUES SUR LES PROPRIETES DES DEPOTS ELECTROLYTIQUES DE NICKEL

Abstract

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude de l’influence de certains additifs organiques de substitution sur les propriétés de dépôt électrolytique de nickel obtenus à partir du bain de Watts. Les additifs utilisés sont deux mouillants (dodécyl sulfate de sodium SDS ou polyvinylpyrrolidone PVP), un brillanteur primaire (acide 5-sulfosalycilique) et des brillanteurs secondaires (éthylène glycol, diéthylène glycol, triéthylène glycol et polyéthylène glycol). Nous avons cherché la corrélation entre la brillance des dépôts électrolytiques de nickel et les paramètres d’électrolyse à travers un plan factoriel complet. Les résultats de la l’investigation montrent que la régression linéaire avec interaction présente une forte corrélation entre la brillance et les facteurs étudiés. La brillance des dépôts électrolytiques issus du bain contenant le PVP est plus sensible aux variations des facteurs que celle issue du bain contenant le SDS. L’analyse effectuée montre aussi que tous les facteurs étudiés sont signifiants, mais le pourcentage de contribution varie d’un facteur à un autre. Les résultats d’optimisation obtenus montrent que lorsqu’une brillance maximale est exigée, l’addition du SDS constitue une solution avantageuse en termes de coût. Par ailleurs le PVP emporte sur le SDS lorsqu’une brillance maximale n’est pas exigée. Dans ce cas le procédé avec un bain contenant du PVP devient plus économique et non toxique. L’étude cinétique par voltampérométrie cyclique a montré que tous les additifs organiques ont un effet inhibiteur à des potentiels plus négatifs que -1000 mV. L’inhibition la plus forteest observéeen présence duPEG. Cet effet a été également confirmé par chronoamperometrie. L’étude de la nucléation et la croissance des germes de nickel a révélé que le mécanisme de germination est gouverné par une nucléation 3D instantanée sous contrôle diffusionnel lorsque le bain de Watts est utilisé seul ou additionné avec le SDS. L’ajout de PVP rapproche la nucléation vers le type 3D progressive en diminuant ainsi la déviation causée par le dégagement simultané d’hydrogène, et lorsque l’acide 5-sulfosalycilique est ajouté, la nucléation devient 3D progressive. L’ajout des glycols provoque à nouveau la nucléation 3D instantanée. Les déviations observées entre les courbes expérimentales et théoriques sont attribués à la réaction de coévolution de l'hydrogène. Le modèle de Palomar-Pardavé a mis en évidence la contribution de l’hydrogène lors du processus d’électrodéposition de nickel. Il nous a montré également qu’on peut atteindre une réduction maximale de nickel avec un dégagement minimal d’hydrogène en présence seulement du brillanteur primaire avec les bains contenant le PVP, par contre pour les bains contenant le SDS, la présence du TEG est exigée. L’étude de l’effet des additifs sur les propriétés électrochimiques et mécaniques de nickel à trois températures différentes a été conduite. Les résultats obtenus montrent qu’il existe une tendance décroissante de la densité de courant de réduction, de la densité de courant de corrosion et de la rugosité en fonction de l’ajout progressif des additifs. Par contre pour la microdureté, les résultatsne sont pasmodifiés de façon significative. L’influence de la température sur la résistance à la corrosion et la rugosité des dépôts élaborés à partir de bain de Watts diminue avec l’ajout des additifs.