Le rôle des éléments d'alliage sur la passivation des alliages Ni-Cr-Mo

The role of alloying elements on the passivation of Ni-Cr-Mo alloys

• Auteur / Autrice : Xuejie Li
• Direction : Kevin Ogle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Analytique
• Date : Soutenance le 13/11/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche de chimie Paris - Institut de recherche de chimie Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Vivier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Judith Monnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nick Birbilis, Michael Rohwerder

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrochimie

Passivité (chimie)

Alliages

Mots clés libres

In situ

Dissolution

Passivation

Alliages à haute entropie

Alliages à Ni

In-Situ

Dissolution

Passivation

High entropy alloys

Ni alloys

Résumé

Dans cette thèse, le rôle des éléments d'alliage sur le comportement de passivation des alliages synthétiques Ni-Cr, Ni-Cr-Mo, des alliages Ni commerciaux et d'un nouveau HEA Ni-Cr-Fe-Ru-Mo-W a été étudié. Les courants élémentaires ont été décomposés à partir de la courbe de polarisation, qui donne le comportement élémentaire pendant le domaine de transition actif-passif, le domaine passif et le domaine transpassif pour ces alliages à base de Ni. La passivation spontanée et la passivation anodique des alliages de Ni ont été étudiées. Mo joue un rôle critique dans la passivation spontanée. Il a été constaté que le Mo s'enrichissait en Mo (IV) à la surface pendant la passivation spontanée et s'oxydait en Mo soluble (VI) pendant la passivation anodique. L'alliage Ni commercial à faible teneur en Mo et à haute teneur en Cr ne pouvait pas passiver spontanément dans la solution de HCl. En solution neutre de NaCl, Mo enrichi pendant le domaine transpassif et dissous pendant la repassivation. Il a été conclu que la présence de Mo dans le film passif était étroitement associée à l'histoire de l'alliage et largement influencée par le potentiel et le pH. Le nouveau Ni-Cr-Fe-Ru-Mo-W HEA a présenté une excellente résistance à la corrosion dans la solution H2SO4 indiquée par la passivation spontanée, le faible courant passif dans la courbe de polarisation et l'absence de dissolution élémentaire détectable pendant le pic actif. La passivation spontanée du HEA était différente de celle des alliages Ni-Cr-Mo, qui ne se produisait pas immédiatement après l'élimination cathodique de l'oxyde de surface.

In this dissertation, the role of alloying elements on the passivation behavior of synthetic Ni-Cr, Ni-Cr-Mo alloys, commercial Ni alloys, and a novel Ni-Cr-Fe-Ru-Mo-W HEA was investigated. Elemental currents were decomposed from the polarization curve, which gives elemental behavior during the active-passive transition domain, the passive domain, and the transpassive domain for these Ni-based alloys. Spontaneous passivation and anodic passivation of Ni alloys were studied. Mo plays a critical role in spontaneous passivation. It was found that Mo enriched as Mo(IV) on the surface during spontaneous passivation and oxidized to soluble Mo(VI) during anodic passivation. Commercial Ni alloy with low Mo content and high Cr content could not spontaneously passivate in the HCl solution. In neutral NaCl solution, Mo enriched during the transpassive domain and dissolved during repassivation. It was concluded that the presence of Mo in the passive film was closely associated with the history of the alloy and largely influenced by potential and pH. The novel Ni-Cr-Fe-Ru-Mo-W HEA exhibited excellent corrosion resistance in H2SO4 solution indicated by spontaneous passivation, the low passive current in the polarization curve, and the absence of detectable elemental dissolution during the active peak. Spontaneous passivation of the HEA was different from that for Ni-Cr-Mo alloys, which did not occur immediately after the surface oxide was cathodically removed.