detrmination des parametres de pitzer par une nouvelle approche et elaboration du diagramme de phases pour le systeme quaternaire cuso4-znso4-niso4-h2o a t=25°c

Abstract

Le besoin des dispositifs optoélectroniques à faible coût et hautes performances avait conduit au développement de couches minces d'oxydes conducteurs transparents aux propriétés optiques et électriques améliorées. Par conséquent, les matériaux électriques sont actuellement au coeur du développement scientifique et technologique et leurs utilisations sont étendues dans les domaines d’innovation les plus novateurs, tels que l'énergie électrique, l'informatique, les énergies renouvelables, l'hydrométallurgie, la géochimie et l'océanographie. Le premier facteur impliqué dans le développement de films minces d'oxyde conducteur est la température. Absolument, la matière change d’état physique selon cette dernière, ce qui rend le développement de diagrammes très utile pour ce domaine, car elle favorise l’explication des changements de propriétés mécaniques et thermodynamiques des métaux en fonction de la température. Suite à une étude bibliographique des différents modèles thermodynamiques permettant de calculer l’énergie de Gibbs d’excès, le modèle de Pitzer a été sélectionné pour décrire les propriétés d’excès d’un système contenant c cations, a anions et n espèces neutres. En effet, on a élaboré un algorithme dont l’objectif principal est de pouvoir déterminer les paramètres d’interaction de PITZER dans un système ternaire de solution électrolytique, tout en se basant sur l’ensemble des équations de calcul des différentes grandeurs thermodynamiques (coefficient osmotique, l’activité, constante d’équilibre, etc….). On a fait recours au simplex de Nelder Mead qui se présume la méthode d’optimisation la plus adéquate vis-à-vis la problématique étudiée. Le programme qui a été développé sous MATLAB, s’est avéré efficace, avec un temps d’exécution minimal qui ne dépasse pas la fraction de seconde. Comme on a pu l’utiliser pour confirmer les travaux expérimentaux effectués. En réalité, d’un point de vue pratique, notre travail théorique a été accompagné par un travail expérimental qui se manifeste dans l’établissement d’un diagramme de Phase à T=25°C, pour le système quaternaire (CuSO4-ZnSO4-NiSO4-H2O), tout en faisant appel à la méthode conductimétrie dont le but est de tracer la coupe isothermique illustrant les limites de solubilité pour les trois systèmes ternaires abordés (CuSO4-ZnSO4-H2O__ CuSO4-NiSO4-H2O__ ZnSO4-NiSO4-H2O). D’autre part plusieurs techniques d’analyse ont été investies dans l’identification des phases présentes, ce qui nous a permis de compléter le diagramme de phase quaternaire, y compris des coupes isoplètiques.