| Titre : | Comportement à la corrosion des revêtements à base de nickel et de chrome sur du substrats de cuivre |
| Auteurs : | Saida Marmi, Auteur ; Abdelouahed Chala, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 1 vol. (217 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Electrodéposition,Composite,Corrosion,Microdureté,Morphologie. |
| Résumé : |
Dans ce travail on a mené une étude expérimentale des revêtements composites nickel Chrome. Ces revêtements ont été réalisés par électrodéposition sur des pièces cylindriques en Cuivre. L’influence des différentes conditions expérimentales a été considérée en faisant varier de la concentration ainsi que le type du bain électrolytique (sulfaté ou Watts) et ceci en présence ou non de ZrO2 ou de Cr2O3. Les différentes couches électrodéposés ont été caractérisées par différentes techniques d’analyse à savoir: la qualité d’adhérence, la tenue à la corrosion dans l’eau de mer, la microdureté Vickers, la diffraction des rayons X, la morphologie par microscopie électronique à balayage suivie d’une microanalyse (EDS). Les revêtements préparés ont une très bonne adhérence, résistent mieux à la corrosion, une bonne dureté, une morphologie homogène, compacte et présente un haut degré de codéposition de particules incorporées dans la matrice de Nickel-Chrome. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA CORROSION I.1Introduction……………………………………………………………………..…...…..... I.2 Définition ……………………………..…………………………………...…….….......... I.3 Types de corrosion …………………..………..…………...…….………….…..…........... I.3.1. La corrosion sèche……..………..…………...…………….………….…..…......... I.3.2. La corrosion aqueuse……..………..…………...…….………..….…..…............... I.3.2.1 Les différentes formes de corrosion aqueuse ………………….……….... I. 3.2.1 .1 Corrosion générale ou uniforme ……………………..………….... I. 3.2.1 .2 Corrosion localisé……………………………...……..…………… I. 3. 2. 1. 3 Corrosion sous contrainte …..…………………………………… I.4 Importance de la corrosion …………………………..…...…….……..………………… I.5 Effets de la corrosion ………………………………...……………...………...…......…. I.6 Principes de la corrosion électrochimique ………………………...…….……….....……. I.7 Double Couche électrique …………………………..…………..……...….…….........… I.7.1. Modélisation de la double couche électrochimique ……….………….…..…......... a - Modèle de Helmoltz …………………………………………………………… b- Modèle de Gouy-Chapman ……………………………………………….…… c - Modèle de Stern……………………………………………………………….. I.8 Aspects thermodynamiques des réactions de corrosion ……………………..…..…….... I.9 Potentiel d’une électrode ………………………….………………………..……..…..…. I.9.1 Potentiel d’équilibre ………………………………..…………...….…….....…..... I.9.2 Potentiel de corrosion (dissolution) ……………...………………...…….........….. I.9.3 Mesure du potentiel ……….……………………………………………......…….. I.10 Variation du potentiel de corrosion en fonction du temps …………………......………. I.11 Cinétique électrochimique ………...……………………………………...….....…….. I.11.1 Définition de la surtension…...……...…...……………………………………….. I.11.2 Courant de corrosion …………………..……………………………….…..…..… I.11.2.1 Définition ……………………………….…………………………......….... I.11.2.2 Diagramme d’Evans Introduction générale ………………..……………………………………………………… 1 XVII I.12 Phénomène de polarisation ……………………..…………………...…………....…… I.12.1 Courbes de polarisation ………………………...………………………....…..…. I.12.1.1 Principes………………………………….……………………..…..…..… I.12.1.2 Différents types de courbes de polarisation....……………...……….….. I.13 Facteurs de corrosion ……………………………………….…………..….....…..……. I.14 Phénomène de passivité …………………………………………….…………...…….... I.15 Méthodes électrochimiques……………………………………………..………....…… I.15.1 Méthode électrochimique stationnaire…………………………….………………. I.15.1.1 Courbes de polarisation (I-E)…………………………...….………...….... I.15.1.1.1. Types de cinétique du processus de corrosion…….……..………….. I.15.2. Méthodes transitoires……………..…..…………………………………......……… I.15.2.1. Principe de la technique de l'impédance…………...………………..……... I.15.2. 2. Conditions d’utilisation et limites de la spectroscopie d’impédance…….... I.15.2. 3. Démarche suivie pour l’analyse des spectres d’impédance………….....….. I.15.2.4. Application de la SIE aux revêtements ………………………....…..……… I.15.2.5. Hétérogénéités de surface ………………………………………..…....….... I.15.2.6. Diffusion dans une couche d’épaisseur infinie……………......………….… Références bibliographiques ……………..……..…………………...…………………….… CHAPITRE II: DEPOT ELECTROLYTIQUE II.1 Introduction …………………………..………………………………………………… II.2 Mécanisme de formation des dépôts électrolytiques …………..………………..…….. II.3 Facteurs d'un dépôt électrolytique ……………………………………………………… II.3.1 Nature de l'électrolyte…….……………………………………………………..….. II.3.2 Agitation de l'électrolyte ………………………………………………………..…. II.3.3 Conductibilité de l'électrolyte…………………………………………….……….... II.3.4 pH du bain……….………………………………………...……………………….. II.3.5 Température…………………………………………...………..………………...… II.3.6 Densité de courant………………………………………...………………….……. II.3.7 Concentration………………………………….……………..………………….….. II.3.8 Métal de base…………………………………………...……....………………….. II.4 Préparation de la surface ……………………………….…………...………..……...…. II.5 Caractéristiques du nickel ………………...………...……...……………..……………. II.5.1 Propriétés physiques……………………………………...…..…………………… II.5.2. Caractéristiques physico-chimiques du nickel……………...…………………….. II.6. Electrolytes de nickelage………………….……………………….....…………………. II.6.1 Réactions aux électrodes lors du nickelage………………...…..…………….……. II.6.2 Types d'électrolytes……….…………………………....…………………...……… II.6.2.1 Dépôt Nipur (Nickelage)……………………………...… ……..........…..……. a) Electrolyte au nickel de Watts ………………………………...……..…..….. b) Electrolyte au sulfate de nickel …………………………...…………..…...…. c) Electrolytes à fortes teneurs en chlorure ………………………...…...…...…. d) Electrolytes au sulfamate de nickel…….…………………..……..….…….... e) Electrolytes au fluoborate de nickel………………………..……..………..… f) Nickelage au tonneau…………………………...…….…..………………….. g) Nickelage dur………..…………..………………………...…………………. h) Nickelage noir………………………………………...……….………….….. II.6.2.2 Dépôt composite ……………………...……..……………..…….…………… II.6.2.2.1 Historique des revêtements composites ……………..…...….…..…..... II.6.2.2.2 Théories de codéposition…………………...……..…………...………. II.6.2.2.3 Dépôts composites métal –particules……………...…………..…….… II.6.2.2.4 Dépôt composites en présence d’additifs…………..……...….……….. Références bibliographiques …..……..…………...…………………………...…….…….… CHAPITRE III : MATERIAUX ET PROCEDURES EXPERIMENTALES III.1 Introduction…………………………………….………………...…………………...… III.2 Substrat utilisé……………………………………………………………….....…….… III.2.1 Composition chimique………..……………………………………………...….. III.2.2 Caractéristiques mécaniques…………………………..……………………....…. III.3. Matériels utilisés ……………………………………………………………………… III.4. Produits chimiques …………………………….…………..……………….…….......... III.5 Préparation de l’état de surface de l’éprouvette.………………………...……….…..… III.5.1 Polissage………………………………………………………..……….…….… III.5.2 Dégraissage électrolytique………………………………..……..……..….….… III.5.3Décapage chimique ……………….………………………..…………...…….... III.5.4 Rinçage …….……………………………………………...…………….....…… XIX III.6 Electrodéposition……….……………………….……………..…………………..…… III.6.1 Composition des bains d’électrodéposition…...……………………………....… a -Bain de Nickel watts........................................... b -Bain de Nickel de sulfate …………………...……………………….…..……… III.7 Réalisation des dépôts………………….……………………………........….…………. III.7. 1 Cellule expérimentale ………………………….………………..…….…..…… III.7.2 Conditions opératoires……………………………………..……………...…..… III.8 Caractérisation de revêtements électrodéposes …………………………...…....…...….. III.8.1 Contrôle de revêtements …………………………………………………....… III.8.1.1. Introduction…………………………………………………………...……. III.8.1.2. Mesure de l’adhérence de la couche ……..………………………….…..… III.8.2 L'épaisseur ……………………………………………………………………......... III.8.2.1 Méthode pondérale …………………………………………………....…..... III.8.2.1 Deuxième méthode (microscopie)……………….……………..………….... III.8.3 Mesure de la dureté…………………………..……………………...………......…. III.8.4 Test de corrosion ………………………………………………...…....…….…….... III.8.4.1. Méthode de la masse perdue………………..………………………….......… III.8.4.2. Techniques stationnaires………………………………………...……...….… III.8.4.2. 2. Tests de polarisation…………………………………...…...………. III.8.4.3. Techniques transitoires……………………………………...……........…...… III.8.4.3.1 La spectroscopie d’impédance électrochimique…………...………… III.8.5. Méthode d’analyse…………………………….……………...…………………….. III.8.5.1. Diffraction des rayons X ……..…………...……………...………..….…… III.8.5.2. Métallographie …………………………..…..……...…..………….………. III.8.5.2.1.Microscopie électronique à balayage……..………………..….……. III. 8.5.2.2. Analyse par EDS (Energy Dispersion Spectrometry)………......…. III. 8.5.2.2. 1. Principe d’EDS…………….…………………...……… III.8.5.2.3.Microscope optique ………………………………………...…..…… Références bibliographiques …………………….……………...………………...........….… CHAPITRE IV: DEPOTS COMPOSITES NICKEL WATTS IV. I. Introduction ……………………………………...…………………………………..... IV.2. Dépôts Nickel watts …………………………………………………………………. IV.2.1.Ni pur…...………………….………...………………………………………..… Sommaire XX IV.2.1.1. L'épaisseur ……….…...…………………………………..………..… IV.2.1. 1.1. Influence de temps……………………………………...….. IV.2.1.1.2. Influence de la densité de courant (J (A /dm2)) …..…….….. IV.2.1. 1.3. Influence de pH ……………………………..…....……….. IV.2.1.1.4. Influence de la température ………………...……………… IV.2.2. Ni+Cr …………………………..…………………………………..…….……… IV.2.2.1.Adhérence………………..…………………………………………....…… IV.2.2.2. La dureté ……………………………………………...…………..………. IV.2.2.3. Méthode de la masse perdue……………………………………...……….. IV.2. 2.3.1. Calcul du taux de corrosion…….……………...……………..… IV.2. 2.4. Polarisation ………………………...…........……………...……...……. IV.2. 2.5. Spectroscopie d’impédance électrochimique………….....…..…….….... IV.2. 2.6. Examen de surface …………………………….…...…..……………… IV.2.2.6.1. Diffraction des rayons X……………………………………… IV.2.2.6.1.1. Calcul du coefficient de texture ………………...… IV.2.2.6.2. Morphologie des couches électrodéposées….……………..… IV.2. 3. Ni+Cr+ZrO2………...…………………………….………...…………………...... IV.2.3.1. Microdureté……………………………………………..………..…………. IV.2.3.2. Méthode de la masse perdue…………………………………...……...……. IV.2.3.3. Polarisation …….…………………………………………………..………. IV.2.3.4. Spectroscopie d’impédance électrochimique …………........……………… IV.2.3.5.Examen de surface………………...……………………….………………... IV.2.3. 5.1. Diffraction des rayons X…………………………….…..………. IV.2.3. 5.2. Morphologie des couches électrodéposées……………..………. conclusion …………………………………………………………..………………….…… IV.2.4.Ni+ZrO2……………….….………………………………………………...……… IV.2.4.1. Masse de revêtement……………………………………..…….……….…. IV.2.4.2. Epaisseur ……………..…………………………………………..……….. IV.2.4.3. Microdureté……………………………………………….……….………. IV.2.4.4. Méthode de la masse perdue……………………………..…………...……. IV.2.4.5. Polarisation …………….……………..……………..………………….…. IV.2.4.6. Spectroscopie d’impédance électrochimique ………......…..……………... IV.2.4.7. Examen de surface ……………….………………………...……………… IV.2.4.7.1. Diffraction des rayons X……………………………………… XXI IV.2.4.7.2. Morphologie des couches électrodéposées………………..…. IV.2.4.7.3. Analyses par L’EDS…………………....…………………….. Conclusion………………...………………………………………………………..……..…. IV.2. 5. Ni Watts, Ni- Cr -Cr2O3…………….…………..…………..…………………… IV.2.5.1. Microdureté………………………………………...…..…………………. IV.2.5.2. Méthode de masse perde ……………………...………...…………..……. IV.2.5.3. Polarisation …………………………………..…….………….....……...… IV.2.5.4. Spectroscopie d’impédance électrochimique………..……………..…...… IV.2.5.5. Examen de surface …………..…...…………………………..…...…….… IV.2. 5.5.1. Diffraction des rayons X.……………………….………………. Conclusion…………………………………………………………...………………….…… IV.2. 6. Ni Watts, Ni-Cr2O3………………………………..……………...……......…..… IV.2.5.1. Masse de revêtement …...…………...…………………………….……… IV.2.6.2. Epaisseur……………………...………………...….……………….…… IV.2.6.3. Microdurete …………………………….………………..………..….…. IV.2.6.4.Méthode de masse perde …………………………………………..…..… IV.2.6.5. Polarisation ……………………………….………………..……..…..…. IV.2.6.6. Spectroscopie d’impédance électrochimique………………......….…...… IV.2.6.7. Examen de surface ………………………………..…………….…...…… IV.2.6.7.1. Morphologie des couches électrodéposées……….…………...….. IV.2.6.7.2. Diffraction des rayons X…………………………...………….…. Conclusion ……….…………………………………………………..….……………...…… Références bibliographiques ……….………………………………………………………... CHAPITRE V: DEPOTS COMPOSITES NICKEL SULFATE V. Dépôts Composités Nickel Sulfate ………………………………………..………….. V. 1.Le bain d’électrodéposition………..…………..…………….…..………………. V.2.Ni+Cr…………………………..……………………………...........…………… V.2.1.Détermination de la masse de revêtement………………………....……… V.2.2. L'épaisseur …………………………….………...……..………….......…. V.2.3. Test de corrosion……………………...…………………………….....….. V.2.3.1. Polarisation…….………………...…………………………...….. V.2.3.2. Spectroscopie d’impédance électrochimique ………….…...….… XXII V.2.4. Examane de surface ………………………………..……..…….....… V.2.4.1.Diffraction des rayons X…………………………………..…. V.2.4.2.Morphologie des couches électrodéposées……….......………. V.2.4.3. Analyses par L’EDS ………………..…………..…………..... Conclusions ………………………...……………………………………………………… V. 3.Ni-Cr- ZrO2………………………..………………..……………………………. V.3.1 .Masse de revêtement……….…………....…………………...…………… V. 3.2. Epaisseur ………………………..……….……………………………..… V. 3.3. Test de corrosion …………...………………..……………………………. V.3.3.1. Polarisation ………….…………..….………………..….………….. V.3.3.2. Spectroscopie d’impédance électrochimique ………..…………..… V.3.4. Examen de surface ……...………………………………….…………..…… V.3.4.1. Morphologie des couches électrodéposées………………….…….…... V.3.4.2. Analyses par L’EDS …………….....………………………….…. Conclusions………………………………………………………………………………...… V. 4. Ni- ZrO2…………….…………………………………...…………...……..……. V. 4.1. Masse de revêtement………………………...………...……….…….…… V. 4.2. Epaisseur …………………...…….…..………………………...…………. V.4.3.Test de corrosion………………………….……………..……..…………… V.4.3.1. Polarisation …………………………………….………………….. V.4.3.2. Spectroscopie d’impéances électrochimiques …….………...….…. V.4.4. Examine de surface…………………………………..………..…...……… V.4.4.1. Diffraction des rayons X……….………………….……..…………. V. 4.4.2. Morphologie des couches électrodéposées……………..……….….. V. 4.4.2. Analyses par L’EDS ………………….……………….……...….. Références bibliographiques ……………...……………………...………………………..… Conclusion générale ………………………………………………….…...…………….…… perspectives …………………………………………………………………………………. |
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