Contribution à la compréhension des mécanismes de corrosion des céramiques nitrures par les métaux liquides

par Ahmad-Ali Amadeh

Thèse de doctorat en Chimie, chimie physique. Science des matériaux

Sous la direction de Pierre Quintard et de Jean-Claude Labbe.


  • Résumé

    Les exigences liées au coût de production et à la propreté des aciers produits amènent, à l'heure actuelle, les métallurgistes à se préoccuper de l'interaction métal-réfractaire qui est une source non négligeable de pollution et de contamination des aciers. Afin de minimiser ces interactions, nous avons cherché à diminuer la réactivité de la céramique et à défavoriser le contact solide-liquide en recherchant la plus faible mouillabilité possible. Dans cette optique nous avons travaillé sur différents mélanges de nitrures, nitrure-carbone, oxynitrure-carbone et nitrure-oxynitrure en contact avec deux nuances d'acier fondu. La mouillabilité a été étudiée par la méthode de la goutte posée et la corrosion par l'investigation des interfaces solide-liquide complétée par la méthode du doigt plongeant. Les résultats obtenus nous amènent à conclure que dans la plupart des cas le mouillage est gouverné par des interactions chimiques aux interfaces solide-liquide et liquide-vapeur. Dans le cas des mélanges de nitrures, la mouillabilité dépend de l'existence ou de l'absence de réactivité entre les matériaux, et la corrosion est concentrée sur celui qui est le moins stable. L'ajout de carbone modifie la mouillabilité et la corrosion des mélanges nitrure-carbone par sa dissolution dans la phase liquide et sa forte affinité pour l'oxygène dissous dans l'acier avoutissant ainsi au ralentissement de la corrosion globale du substrat. En ce qui concerne les oxynitrures, la baible stabilité thermique se traduit par une dissociation forte qui ne permet pas de retenir ces matériaux dans nos conditions expérimentales. A la lumière des résultats acquis, il est possible de proposer un matériau céramique composé de nitrure d'aluminium, nitrure de bore et carbone amorphe dont la faible mouillabilité et la faible corrosion par l'éacier liquide sont susceptibles de présenter un bon comportement en milieu sidérurgique.


  • Résumé

    In this work we studied the wettability and the corrosion of some mixtures of nitride, nitride-carbon, oxynitride-carbon and nitride-oxynitride by two kinds of molten steels. The wettability is studied by sessile drop method, the corrosion by solid-liquid interface investigation and finger dipping method. The results lead to conclude that in most casese the wetting is governed by the chemical interactions at solid-liquid and liquid-vapour interfaces. In the case of a mixture of nitrides, the wettability depends on the existence of reactivity between these nitrides, and the corrosion is concentrated over the nitride which is less stable. The carbon addition modifies the wetting and the corrosion of the ceramic by molten steel. Its dissolution in liquid phase and its affinity towards oxygen dissolved in steel may reduce the substate corrosion. In the case of oxynitrides, a thermal dissociation takes ploace during the experimentation swhich can provide an unwanted change in the nature of the substrate. The results of this work enables to propose a ceramic material composed of aluminium nitride, boron nitride and amorphous carbon, whose poor wettability and good corrosion resistance may improve its behaviour in steel-making industry.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Sciences et Techniques). Service Commun de la documentation.
  • Non disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.