Electrodéposition d'alliages zinc-nickel sur acier et post-traitement anti-corrosion sans chrome

par Céline Salacruch

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Jean-Pierre Bonino et de Carlos Muller Jevenois.

Soutenue en 2007

à Toulouse 3 en cotutelle avec Barcelone (Espagne) .


  • Résumé

    Ces travaux portent sur l'électrodéposition d'alliages zinc-nickel en milieu alcalin sur un substrat en acier en vue d'applications anti-corrosion dans le secteur aéronautique. L'étude des caractéristiques physico-chimiques des dépôts, élaborés à partir d'une formulation standard, montre la nécessité d'ajouter à celle-ci des additifs pour limiter l'évolution morphologique des dépôts en fonction de la densité de courant appliquée. Une étude électrochimique des premiers instants de croissance permet de définir les concentrations en cations métalliques et le mode de préparation optimums de l'électrolyte, permettant de déposer des revêtements épais de teneur en nickel comprise entre 13 et 14%mass, monophasés gamma et de microstructure uniforme sur une plage de densités de courant comprise entre 1 et 10 A. Dm-2. Pour évaluer la fragilisation de l'acier occasionnée par l'hydrogène formé au cours de l'électrodéposition, des tests mécaniques de traction sont effectués. Ils mettent en évidence l'efficacité d'une interface dépôt/substrat riche en nickel contre la diffusion de l'hydrogène dans l'acier. Un post-traitement thermique de déshydrogénation est cependant indispensable pour limiter la fragilisation de l'acier. Pour accroître les propriétés anti-corrosion des dépôts ZnNi, une étude est menée sur l'élaboration par voie sol-gel d'un revêtement de finition sans chrome. Après l'étude de l'influence des paramètres opératoires sur les caractéristiques du film déposé, nous montrons que dans le cas d'un dépôt sur un acier à haute limite élastique, celui-ci confère au revêtement ZnNi une meilleure protection contre la corrosion qu'une couche de conversion à base de chrome hexavalent.


  • Résumé

    This work deals with the electrodeposition of zinc-nickel alloys from alkaline bath on steel substrate for anti-corrosion applications in the aerospace field. The study of the physicochemical characteristics of deposits, produced from a standard formulation, shows the need to add additives in order to limit the morphological evolution of deposits with the applied current density. An electrochemical study just at the beginning of growing shows that it is possible to determine both the optimal concentrations of metallic cations and the elaboration process of the electrolyte allowing to deposit thick coatings with a nickel content in the range of 13 to 14%mass, with single-phased gamma and uniform microstructure for current densities between 1 and 10 A. Dm-2. To evaluate the embrittlement of steel caused by the hydrogen produced during the electrodeposition, mecanical tests are carried out. They underline the benefit of a coating/substrate interface with high nickel content to avoid the diffusion of hydrogen into steel. However, it has been shown that a thermal post-treatment of deshydrogenation is essential to limit the embrittlement of steel. To increase the anti-corrosion properties of zinc-nickel coatings, a study on a finishing deposit without chromium obtained from sol-gel route has been carried out. After studing the influence of experimental parameters on the characteristics of deposited films, we have shown that, for mechanical high-strength steel, sol-gel deposit confers to zinc-nickel coating a better protection against corrosion than a conversion layer containing hexavalent chromium.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 180 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 175-179

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007TOU30280
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