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Patricio Magalhaes, Candida Ana. Développement d'un procédé couplé sol-gel/électrophorèse pour des applications en anti-corrosion

Patricio Magalhaes, Candida Ana (2016). Développement d'un procédé couplé sol-gel/électrophorèse pour des applications en anti-corrosion.

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Résumé en francais

L'objectif de ces travaux de thèse a été de développer un système de protection anticorrosion sur alliages d'aluminium 2024 en combinant le procédé sol-gel à la technique de dépôt par électrophorèse (ou EPD). Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à l'évaluation du couplage de la technique de dépôt par EPD, technique offrant l'avantage de réaliser des dépôts à la fois épais, couvrants et homogènes en épaisseur même sur pièces complexes, au procédé sol-gel, bien connu et fortement prometteur pour développer des revêtements anti-corrosion performants. Le travail de thèse s'est focalisé sur la réalisation de dépôts par électrophorèse à partir d'un sol hydride, chargé ou non en particules de boehmite (NPs), et sur l'étude de différents paramètres électrophorétiques (paramètres à la fois liés au medium et au procédé lui-même). Nous avons ensuite cherché à connaître les propriétés des revêtements mis en forme par EPD (propriétés anti-corrosion et perméabilité des films en particulier) via des caractérisations électrochimiques (étude par Spectroscopie d'Impédance Electrochimique (SIE), électrode à disque tournant (EDT)). Ces dernières études ont été réalisées sur alliage d'aluminium 2024 (AA2024), dans un premier temps, puis sur substrat modèle (substrat inerte tel que l'or (Au)) dans le but d'évaluer la réponse électrochimique intrinsèque du revêtement. Dans un premier temps, nous avons pu obtenir par EPD et de façon répétable, des dépôts homogènes et d'épaisseurs contrôlées sur AA2024 et Au. La croissance de ces dépôts est à la fois le résultat de la migration des NPs et de l'augmentation du pH interfacial, provoqué par l'électrolyse de l'eau mais responsable, à terme, d'une redissolution du film. Ce phénomène de redissolution/décollement a pu néanmoins être limité en modulant la forme du signal électrique (application d'un potentiel périodique). Aussi, nous avons démontré que la quantité de NPs présente dans le sol précurseur joue un rôle clé dans les épaisseurs de dépôts obtenues (des épaisseurs dans la gamme 7 à 20 µm ont pu être atteintes en doublant uniquement la concentration en NPs vectrices dans le sol précurseur). En ce qui concerne le comportement électrochimique des différents systèmes mis en forme par EPD, la modélisation des spectres SIE, via le logiciel Z view, montre que les propriétés barrières des revêtements chargés tendent à se dégrader plus vite avec le temps d'immersion que pour ceux obtenus sans particules. Nous avons finalement cherché à mesurer la perméabilité des films électrophorétiques via un dispositif de type électrode à disque tournant (EDT). Les résultats obtenus ont montré que le coefficient de perméabilité kf des films électrophorétiques évolue fortement, dès les premières heures d'immersion, et augmente d'autant plus que le système est chargé en NPs.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Ansart, Florence
Taberna, Pierre-Louis
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des MATériaux (CIRIMAT), UMR 5085
Mots-clés libres :Sol-gel - Electrophorèse - Boehmite - Revêtements - Aluminium - Anti-corrosion
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :06 Dec 2017 16:21