Etude par spectroscopies d'impédance électrochimique globale et locale d'une monocouche hybride organique-inorganique respectueuse de l'environnement pour la protection contre la corrosion de l'alliage d'aluminium 2024

par Sylvain Amand

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Nadine Pébère.

Soutenue le 17-04-2012

à Toulouse, INPT .


  • Résumé

    L'utilisation de revêtements sol-gel pour la protection contre la corrosion des métaux est une alternative aux traitements à base de chromates, proscrits du fait de leur forte toxicité. Ces travaux de thèse ont porté sur la caractérisation de revêtements sol-gel hybrides organique-inorganique contenant des pigments inhibiteurs de corrosion non toxiques, pour la protection contre la corrosion de l'alliage d'aluminium 2024. Tout d'abord, la caractérisation par spectroscopie d'impédance électrochimique de différents revêtements relativement poreux a permis d'analyser l'influence de l'épaisseur, de la température de séchage, de l'hydrolyse de la partie silane et du ratio silane/amine sur les performances du revêtement, en particulier des propriétés barrière. Puis, l'ajout d'un époxy dans la formulation a permis d'augmenter de façon significative les propriétés barrière du film. Les diagrammes d'impédance présentent une dispersion en fréquence, exprimée en termes de « constant phase element (CPE) », en haute et basse fréquence. En haute fréquence, ce comportement a été analysé à l'aide d'un modèle qui permet d'obtenir des profils de résistivité dans l'épaisseur du revêtement et au cours du temps d'immersion. Ce modèle est appliqué pour la première fois à l'étude de revêtements. Différents pigments inhibiteurs de corrosion ont ensuite été incorporés dans des revêtements de porosité différente. L'action des inhibiteurs est exacerbée lorsqu'ils sont incorporés dans un revêtement poreux. Néanmoins, lorsqu'ils sont incorporés dans un film dense, les performances vis-à-vis de la résistance à la corrosion sont élevées.

  • Titre traduit

    Global and local electrochemical impedance spectroscopy study of an environmentally friendly hybrid organic-inorganic mono layer for the protection against the corrosion of aluminium alloy 2024


  • Résumé

    The use of sol-gel coatings for the protection against the corrosion of metals is an alternative to chrome-based treatments, banned for the industry for their high toxicity. This work is based on the characterisation of hybrid organic-inorganic coatings, filled with non-toxic corrosion inhibitors, for the protection against the corrosion of aluminium alloy 2024. First, the characterisation by electrochemical impedance spectroscopy of different, relatively porous coatings, allowed the investigation of the influence of thickness, drying temperature, silane hydrolysis, and the silane/amine ratio on the coating performances, in particular the barrier properties. Then, the addition of an epoxy compound in the formulation allowed a significant increase in the film barrier properties. The impedance diagrams show a frequency dispersion, expressed in terms of a constant phase element (CPE), both in the high and low frequency range. In the high frequency range, this behaviour was analyzed using a model that allows obtaining resistivity profiles in the thickness of the coating and with immersion time. This model is applied for the first time to study coatings. Different corrosion inhibitors were then incorporated in coatings of different porosity. The action of the inhibitors was heightened when they are incorporated in a porous coating. Nevertheless, in a dense coating, the performances towards corrosion are high.


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