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1 LCVN - Laboratoire des colloïdes, verres et nanomatériaux

Abstract : We have studied the kinetic and the texture evolution of the corroded layer that forms on glass surfaces exposed to acidic solutions. The corroded layer is depleted in alkali cations and is produced by an ion exchange mechanism. It is porous and shows a lower refractive index than the one of the bulk glass. Spectroscopic ellipsometry allows determining the thickness of the layer and its refractive index. Several other techniques have been developed for characterizing the corrosion behaviour of glass surfaces: porosity is thus investigated by adsorption-desorption of nitrogen; the thickness and the composition of the layer are studied by secondary ion mass spectroscopy S.I.M.S.; sodium concentration in the solution has been analyzed by atomic absorption. This study shows the importance of leaching conditions and glass preparation. The type of drying employed is susceptible to modify the texture and the structure of the layer. The layers produced in the early stages of the leaching process are not easily detectable. The different results lead however to the same conclusion: after a strong increase of porosity, a densification of the layer is observed with increasing time. The evolution of the layer texture could therefore modify the kinetic of the glass corrosion.

Résumé : Nous avons étudié la cinétique de formation et l-évolution de la texture de la couche corrodée qui se forme à la surface d-un verre soumis à un bain acide. La couche corrodée est une couche partiellement désalcalinisée produite par échange ionique. Elle est poreuse et se caractérise par un indice de réfraction inférieur à celui du verre sain. L-ellipsométrie spectroscopique permet de déterminer l-épaisseur de la couche et son indice. D-autres techniques expérimentales complètent l-analyse : la porosité est ainsi caractérisée par adsorption-désorption d-azote ; l-épaisseur et la composition de la couche, par sonde ionique S.I.M.S.; la quantité de sodium relâché dans la solution, par spectrométrie d-absorption atomique. Cette étude a mis en évidence l-importance des conditions de lixiviation et de préparation du verre. Le type de séchage employé est susceptible de modifier la texture et la structure de la couche. La corrosion à court terme ne produit pas des couches facilement détectables. Les différentes techniques d-analyse conduisent cependant à la même conclusion : après une forte augmentation de la porosité, on observe une densification de la couche au cours du temps. L-évolution de la texture de la couche modifierait alors la cinétique de corrosion du verre.

en fr

Keywords : Silicate Glasses Spectroscopic Ellipsometry Adsorption-Desorption of Nitrogen Leaching Drying Surface Layer Porosity

Mots-clés : S.I.M.S Verres de Silicate Ellipsomètrie Spectroscopique S.I.M.S. Adsorption-Désorption d-Azote Lixiviation Séchage Couche de surface Porosité





Autor: Sabine Portal -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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