Projet de recherche P2/04 (Action de recherche P2)
Contexte
Les métaux sont souvent revêtus de films organiques (peinture, colle, etc) pour des applications diverses dans l’emballage, le transport, la construction et autres secteurs. La compatibilité entre la phase organique et le substrat métallique, qui est recouvert d’une couche d’oxyde, est d’une grande importance pour l’obtention de propriétés durables.
Description du projet
Objectifs
Le but du projet est d’acquérir des connaissances fondamentales concernant la compatibilité et les interactions aux interfaces entre différents matériaux. Ceci permettra de comprendre les propriétés résultant de la combinaison de ces matériaux. En étudiant et contrôlant ces matériaux à l’échelle nanométrique, il sera possible d’obtenir de nouvelles structures présentant des propriétés multifonctionnelles telles que propriétés optiques, adhérence, résistance à la corrosion,…
Méthodologie
Les matériaux concernés sont un substrat métallique, un oxyde métallique et un revêtement organique. Trois systèmes seront étudiés. Le système 1, une couche organique déposée sur un substrat métallique recouvert par son oxyde natif, est la référence. Dans le système 2, la couche d’oxyde naturelle est remplacée par une fine couche d’oxyde métallique choisie afin de modifier de manière spécifique les propriétés d’interface avec la couche organique. Dans le système 3, l’oxyde métallique est enrobé dans la matrice métallique sous forme de nano particules. Le dépôt de ces couches se fera par voie aqueuse ou par de nouvelles méthodes par plasma.
L’approche comportera 3 étapes : comparaison des méthodes de dépôt, caractérisation des systèmes et mesure des propriétés.
Interaction entre les différents partenaires
Trois partenaires académiques, (VUB, ULg, FUNDP), ainsi qu’un centre de recherches (CoRI) collaborent au projet, chacun apportant son expertise spécifique et ses compétences complémentaires :
VUB : dépôt par voie aqueuse, analyse de l’interface, formation du film, analyses de surface, corrosion, comportement optique,...
ULB : dépôt par plasma atmosphérique, analyses de surface,….
FUDNP : plasma sous vide, chimie de l’interface, analyse de surface in-situ
CoRI : recherche appliquée des dépôts, analyses de surface
Cette collaboration mènera à de la valorisation de la recherche (nouvelles méthodes de dépôts, nouvelles propriétés, nouvelles connaissances et compréhension pour des recherches futures) ainsi qu’à de la valorisation industrielle (développement des revêtements ; support et lien avec l’industrie)
Résultats
Résultats et/ou produits attendus
• Compréhension de l’influence des méthodes de dépôts sur l’interface oxyde métallique/phase organique et implication sur la formation du film.
• Détermination du type de liaison interfaciale entre l’oxyde et les molécules organiques et de la manière d’influencer leur distribution et taux de recouvrement.
• Compréhension de l’influence de l’interaction oxyde métallique/phase organique sur les propriétés multifonctionnelles requises.
Contribution du projet à l’innovation et au transfert de connaissances
Toutes les informations concernant les systèmes multi-phase sont importantes pour l’industrie. L’approche fondamentale sera appliquée à la pratique industrielle grâce à la structure du projet qui prévoit comme axe principal un transfert de connaissances entre le monde académique et le Centre de recherches et qui conduira à une meilleure compréhension des produits et à une amélioration de leurs performances. Le projet doit aussi contribuer à améliorer l’état des connaissances des systèmes mixtes nano oxydes métalliques/phase organique.
Partenaires
Activités
VUB: génie des surfaces, traitements et caractérisation quantitative des surfaces et interfaces de matériaux
ULB: interactions plasmas/surfaces en mettant l’accent sur la fonctionnalisation des surfaces de polymères, dépôts de revêtements et traitements de surface de métaux
FUNDP: chimie physique des surfaces et interfaces de l’état solide, développement de méthodes d’analyse de surfaces
CoRI: applications de revêtements organiques, mesure des propriétés
Coordonnées
Coordinateur
Herman Terryn
Vrije Universiteit Brussel (VUB)
Vakgroep Materialen en chemie (MACH, META)
Pleinlaan 2
B-1050 Bruxelles
Tel:+32 (0)2 629 35 34
Fax:+32 (0)2 629 32 00
hterryn@vub.ac.be
Promoteurs
Jean-Jacques Pireaux
Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix (FUNDP)
Laboratoire de Spectroscopie Electronique (LISE)
Rue de Bruxelles 61
B-5000 Namur
Tel:+32 (0)81 72 46 06
Fax:+32 (0)81 72 45 95
jean-jacques.pireaux@fundp.ac.be
François Reniers
Université Libre de Bruxelles (ULB)
Service de Chimie Analytique et Chimie des Interfaces
Avenue Franklin Roosevelt 50
B-1050 Bruxelles
Tel: +32 (0)2 650 31 16
Fax: +32 (0)2650 29 34
freniers@ulb.ac.be
Marcel Piens
Coatings Research Institute (CoRI)
Avenue Pierre Holoffe 21
B-1342 Limelette
Tel:+32 (0)2 653 09 86
Fax:+32 (0)2 653 95 03
piens.m@cori-coatings.be
Comité de suivi
Les utilisateurs potentiels sont les producteurs et façonneurs de métaux et les fournisseurs de matériaux organiques.
Davy Goossens - Bekaert Technology Center
Els Verboom - Aleris Aluminium
Stijn Put - R&D Umicore
Franz Horzenberger - OCAS-Arcelor Zelzate
Eric Silberber - Arcelor Research Industry Liège
Bart Van Der Linden - Coil
Peter Schubach - Chemetall GmbH
François De Prins - Akzo Nobel Decorative Coatings
Philippe Pigeolet - SIGMAKALON
Lieve De Doncker - IWT
Jean Scoyer - UMICORE
Functional properties by mixed nano organic/metal oxide systems (FOMOS) : final report
Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2230)
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