Le contrôle de réactivité d'aluminium en peinture anticorrosion résistant à la haute température

par Maria Serdechnova

Thèse de doctorat en Chimie Physique et Chimie Analytique

Sous la direction de Kevin Ogle.

Soutenue en 2012

à Paris 6 .


  • Résumé

    The aim of this work is to understand Al reactivity at a fundamental level and to use this knowledge for the development of Cr(VI)-free sacrificial paints for high temperature aeronautic applications. Pure Al, Al intermetallics and alloys are studied. The atomic emission spectroelectrochemistry is used to isolate the individual phenomena during paint degradation. A linear relationship between cathodic current and Al dissolution is shown and interpreted with a simple model where OH- generation, Al(OH)3 formation/dissolution and Al(OH)4− diffusion are kinetically coupled. For early formulations significant binder dissolution is measured under cathodic polarization, while Al reactivity is suppressed. Similar Al behavior is observed for Al-Mg intermetallics. In terms of the cathodically generated hydroxide mechanism these results are interpreted as the reaction of either Si or Mg with OH-. These results confirm the cathodic Al reactivity model. The loss of anodic activity is explained by the loss of electrical contact at the metal/oxide/polymer/substrate interfaces and the oxide layer modifications are studied to circumvent this problem. It is found that Mg2+ ions retard Al passivation and improve conductivity due to the formation of semiconducting spinel. Finally, two major factors are found to be critical for the Al reactivity control: solution pH and oxide properties. Using additives to control them, the new coating formulation stable up to 550°C and protective more than 1000H in salt spray test is developed

  • Titre traduit

    ˜The œcontrol of Al reactivity for high temperature anticorrosion paint formulation


  • Résumé

    L’objectif de ce travail est de comprendre le mécanisme fondamentales de la réactivité de l’Al et d’utiliser ces connaissances pour développer une peinture sacrificielle sans Cr(VI). L’Al pur, ses alliages et ses intermétalliques sont étudiés. La spectroélectrochimie atomique à émission de plasma est utilisée pour isoler les phénomènes individuels au cours de la dégradation. La relation linéaire entre le courent cathodique et la vitesse de dissolution de l’Al est démontrée et interprétée par un modèle dans lequel la génération d’OH-, la formation/dissolution d’Al(OH)3 et la diffusion d’Al(OH)4- sont cinétiquement couplées. La dissolution significative du liant de première formulation a été accompagnée de la passivation d’Al pendant la polarisation cathodique. Un comportement similaire est observé pour des intermétalliques Al-Mg. Ceci est interprété comme la réaction des composants (du Mg ou du Si) avec OH-. Ces résultats confirment le modèle de réactivité cathodique de l’Al. La perte d'activité anodique est expliquée par la perte de contact électrique au niveau des interfaces métal/oxyde/polymère/substrat. Les modes de transformation de la couche d'oxyde sont étudiées. Les ions de Mg2+ retardent la passivation d’Al par la formation de spinelle semi-conducteur qui est responsable de l'amélioration de la conductivité. Finalement, deux facteurs principaux sont jugés essentiels pour la réactivité de l’Al: le pH de la solution et la conductivité de l’oxyde. En utilisant des additifs pour contrôler ces facteurs, on a proposé la formulation d’une nouvelle peinture, stable jusqu'à 550°C et sacrificielle plus de 1000 H au test de brouillard salin.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (224 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. 269 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2012 287
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.