Étude du comportement de l'aluminium lors de l'interaction H2O-verre : apport de la spectrométrie XPS et de la sonde ionique

Résumé En Fr

In order to have a better understanding of the aluminium protective effect upon industrial glass, when submitted to corrosion, the study of the superficial composition of a glass altered by means of aqueous solutions has been undertaken by two methods (XPS spectrometry, SIMS). The used material was a float glass marked on more than a hundred of angströms depth by a Sn concentration gradient. The experiences were performed at 20° C and 90° C, both in pure water and in AlCl3 dilute solutions (2 ppm and 100 ppm). The SIMS profiles of Sn, Si, A1 and the XPS ratios Sn3d5/2/Si2p and Al2p)/Si2p) with two different incidences were determined. All the results allow to : — estimate the importance of dissolution with reference to the Sn profile, — prove an inverse relationship between the importance of the dissolution and the Al concentration of the solutions, -— underline, in any case, an important superficial enrichment in aluminium, — observe a very important incorporation of Al in the hydrated glass during the attacks by solution at 2 ppm Al. — present a model of structure for the most superficial part of an altered glass.

Pour mieux comprendre l'effet protecteur de l'aluminium sur les verres industriels soumis à la corrosion, on a abordé par deux méthodes (spectrométrie XPS, sonde ionique) l'étude de la composition superficielle d'un verre altéré par des solutions aqueuses. Le matériau choisi est un verre flotté sur bain d'étain («float glass ») marqué sur plus d'une centaine d'angströms de profondeur par un profil de concentration de Sn. Les expériences ont été menées à 20° C et 90° C, dans l'eau pure et dans des solutions diluées d'AlCl3 (2 ppm et 100 ppm Al). On a déterminé les profils SIMS de Sn, Si, Al et les rapports XPS Sn3d5/2/Si2p) et Al2p/Si2p) à deux incidences différentes. L'ensemble des résultats permet : — d'estimer le recul de l'interface initial par référence au profil de l'étain, — d'établir une relation inverse entre ce recul et la concentration en Al des solutions, — de mettre en évidence, dans tous les cas, un fort enrichissement superficiel en aluminium, — d'observer une très forte incorporation d'Al dans le verre hydraté lors des attaques par les solutions à 2 ppm Al, — de présenter un modèle de structure de la partie la plus superficielle du verre altéré.