| Titre : | L’EFFET DE LA CONCENTRATION DE Cr SUR L’ELECTRODEPOSITION D’UN DEPOT COMPOSITE Zn-Co-Cr. |
| Auteurs : | Louiza Tahraoui, Auteur ; Malika DIAFI, 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, 2021 |
| Format : | 1 vol. (106 p.) / ill. en coul., couv. ill. en coul. / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Electrodéposition, Zn-Co, Zn-Cr, Zn-Co-Cr, Corrosion, Microdureté, Morphologie, résistance. |
| Résumé : |
Dans ce travail on a mené une étude expérimentale des revêtements Zn-Co, Zn-Cr et Zn-Co-Cr. Ces revêtements ont été réalisés par électrodéposition sur des substrats en acier. L‟influence des différentes conditions expérimentales a été considérée en faisant varier de la concentration de cobalt et de chrome dans un bain de sulfate. 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. Les revêtements préparés ont une très bonne adhérence, résistent mieux à la corrosion, une bonne dureté, une morphologie homogène et compacte et présente un haut degré de codéposition de cobalt et de chrome incorporées dans les matrices de Zn et de Zn-Co. |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GENERALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Références bibliographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 CHAPITRE I ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE PARTIE A Généralités sur le phénomène de corrosion des métaux et les moyens de protection I.1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 I.1.2. Définition de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 I.1.3. Types de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 I.1.3.1. Corrosion chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 I.1.3.2. Corrosion électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 I.1.3.3. Corrosion bactérienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 I.1.4. Aspect morphologique de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 I.1.5. Thermodynamique de réaction de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 I.1.6. Vitesse de réaction de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 I .1.7. Facteurs de corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 I.1.8. Effets de la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 I.1.9. Moyens de protection contre la corrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 I.1.9.1. Protection par revêtements métalliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 I.1.9.1.1. Revêtements électrolytiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 I.1.9.1.1.1. Types de revêtements électrolytiques . . . . . . . . . . . . . . . . 15 I.1.9.1.1.1.1. Revêtement anodique . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 I.1.9.1.1.1.2. Revêtement cathodique . . . . . . . . . . . . . . . . 16 iiSommaire PARTIE B Généralités sur l’électrodéposition I.2.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 I.2.2. Principe de l‟électrodéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 I.2.3. Double couche électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 I.2.4. Modèles de double couche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I.2.4.1. Modèle de Helmholtz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 I.2.4.2. Modèle de Gouy et Chapman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 I.2.4.3. Modèle de Stern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 I.2.5. Cinétique de l‟électrodéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 I.2.5.1. Transfert de charge : relation de Butler-Volmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 I.2.5.2. Influence du transfert de matière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 I.2.5.3. Autres réactions intervenant au niveau de l‟électrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 I.2.5.4. Adsorption et diffusion en surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 I.2.6. Influence des divers facteurs sur l'électrodéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 I.2.6.1. Nature du métal à déposer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 I.2.6.2. Influence de la concentration des espèces électroactives . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 I.2.6.3. Influence des additifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 I.2.6.4. Conductibilité de l‟électrolyte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 I.2.6.5. pH du bain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 I.2.6.6. Densité de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 I.2.6.7. Température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I.2.6.8. Agitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 I.2.6.9. Nature et état de surface du substrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 I.2.6.9.1. Préparation de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 I.2.6.9.1.1. Polissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 I.2.6.9.1.1.1. Polissage mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 I.2.6.9.1.1.2. Polissage électrochimique . . . . . . . . . . . . . 3 I.2.6.9.1.2. Dégraissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 34 I.2.6.9.1.2.1. Dégraissage chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 I.2.6.9.1.2.2. Dégraissage électrochimique . . . . . . . . . . . 35 I.2.6.9.1.3. Décapage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 I.2.6.9.1.4. Rinçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 I.2.7. Avantages de l‟électrodéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.2.8. Electrodéposition d‟alliage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.2.8.1. Généralités sur l‟électrodéposition d‟alliage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.2.8.2. Condition de codéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 I.2.8.3. Types de codéposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 I.2.8.3.1. Codéposition régulière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I.2.8.3.2. Codéposition irrégulière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I.2.8.3.3. Codéposition à l‟équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I.2.8.3.4. Codéposition anormale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I.2.8.3.5. Codéposition induite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 I.2.8.4. Codéposition et comportement à la corrosion des dépôts d‟alliages Zn-M . . . 39 I.2.8.4.1. Codéposition de l‟alliage Zn-Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 I.2.8.4.1.1. Propriétés et applications du cobalt . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 I.2.8.4.1.2. Codéposition de l‟alliage Zn-Co sur l‟acier . . . . . . . . . . . 40 I.2.8.4.2. Propriétés anticorrosives des dépôts d‟alliages Zn-Co . . . . . . . . . . . 42 I. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Références bibliographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 CHAPITRE II METHODES EXPERIMENTALES ET TECHNIQUES D'ANALYSES II.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50 II.2. Electrodéposition des métaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 II.3. Produits chimiques utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 II.4. Matériels utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 II.5. Matériaux utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53 II.5.1. Substrat en acier doux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 II.6. Procédure expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.6.1. Préparation de la surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.6.1.1. Polissage mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.6.1.2. Dégraissage électrolytique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 II.6.1.3. Décapage chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 II.6.1.4. Rinçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 II.6.2. Bain électrolytique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 II.6.2.1. Bain de Zincage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 II.6.2.2. Bain de codéposition de Zn-Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 II.6.2.2.1. Types de bains de codéposition de l‟alliage Zn-Co . . . . . . . . 57 II.6.2.2.2. Influence des paramètres principaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 II.6.2.2.2.1. Effet de la concentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 II.6.2.2.2.2. Influence du pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 II.6.2.2.2.3. Influence de la densité de courant . . . . . . . . . . . 58 II.6.2.2.2.4. Influence des additifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 II.6.2.2.3. Codéposition de Zn-Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 II.6.2.3. Bain de codéposition de Zn-Cr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 II.6.2.4. Bain de l‟électrodéposition de Zn-Co-Cr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 II.6.3. Dispositif expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 II.6.4. Caractérisation de revêtements électrodéposés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 II.6.4.1. Diffraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 II.6.4.2. Microscopie électronique à balayage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 II.6.4.3. Microdureté Vickers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 II.6.4.4. Mesures électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 II.6.4.4.1. Tests de polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 II.6.4.4.2. Spectroscopies d‟impédance électrochimique . . . . . . . . . . . . 74 II. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Références bibliographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 CHAPITRE III RESULTATS ET DISCUSIONS III.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 III.2. Caractérisation des dépôts composites binaires Zn-Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 III.2.1. Adhérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 III.2.2. Analyse par Diffraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 78 III.2.3. Morphologie des couches électrodéposées Zn-Co . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 III.2.4. Microdureté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 83 III.2.5. Etude du comportement à la corrosion par piqûre des revêtements . . . . . . . . . . 85 III.2.5.1. Courbes de polarisation de Tafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 III.2.5.2. Spectroscopie d‟impédance électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 III.3. Caractérisation des dépôts composites binaires Zn-Cr . . . . . .. . . . . . . . . 90 III.3.1. Adhérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 90 III.3.2. Analyse par Diffraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 III.3.3. Morphologie des couches électrodéposées Zn-Cr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 III.3.4. Microdureté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 III.3.5. Etude du comportement à la corrosion par piqûre des revêtements . . . . . . . . . . 94 III.3.5.1. Courbes de polarisation de Tafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 III.4. Caractérisation des dépôts composites ternaires Zn-Co-Cr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 III.4.1. Adhérence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 III.4.2. Analyse par Diffraction des rayons X . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 III.4.3. Morphologie des couches minces électrodéposées Zn-Co-Cr . . . . . . . . . . . . . . 98 III.4.4. Microdureté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 III.4.5. Etude du comportement à la corrosion par piqûre des revêtements . . . . . . . . . . 99 III.4.5.1. Courbes de polarisation de Tafel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Références bibliographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 CONCLUSION GENERALE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/5549/1/Th%C3%A8se.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/89 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
