Application de la réflectométrie des rayons X à l'étude de l'oxydation des métaux à haute température

Résumé
La réflectométrie des rayons X est de nos jours couramment utilisée pour caractériser la structure des systèmes de très faibles dimensions. L'oxydation des matériaux est un problème étudié depuis de longues années car ses conséquences économiques sont importantes. Dans ce but nous avons développé l'application de la réflectométrie des rayons X à l'étude de l'oxydation à haute température. L'évaluation des possibilités ainsi que les limites de l'application de cette technique ont été étudiées. Nous montrons ainsi que la réflectométrie des rayons X est adaptée à l'étude des surfaces et des couches minces et permet d'étudier, entre autre, l'oxydation des métaux à haute température. L'étude de la croissance des couches d'oxydes en fonction du temps soit en réel soit en différé nous a permis d'étudier la cinétique d'oxydation dans sa phase initiale et de vérifier les différentes théories de l'oxydation à partir des lois cinétiques expérimentales. En conclusion, ce travail nous a permis d'adapter la réflectométrie des rayons X à l'étude de l'oxydation des matériaux à haute température. Nous estimons que cette technique est un outil prometteur pour l'étude de l'oxydation dans sa phase initiale.

Abstract
The oxidation of materials is a longtime studied problem since its important economic consequences. Nowadays, X-ray reflectometry is often used to characterize the structure of low-dimension systems. For this reason, we developed the application of X-ray reflectometry for the study of high temperature oxidation. The evaluation of the possibilities and also the limits of the application of these technique were studied. We show that X-ray reflectometry is well adapted to study thin films and so to investigate the temperature oxidation. The study of the growth of the oxyde film in real time and also ex-situ allowed us to investigate the oxidation kinetics in its initial phase and so to verify the different oxidation theories starting from experimental kinetic laws. To conclude, this work allowed us to adapt the X-ray reflectometry technique to the study of high temperature oxidation of materials. We have shown that this technique is a promising tool for the study of the oxidation in its initial phase.