Etude du comportement électrochimique, en milieu faiblement chloruré neutre, d'aciers inoxydables implantés en ions molybdène, azote et néon : modélisation des couches passives par spectrométrie d'impédance

par Régine Devaux

Thèse de doctorat en Sciences. Science des matériaux et des surfaces

Sous la direction de A. M. de Becdelievre.

Soutenue en 1992

à Lyon 1 .

Le jury était composé de A. M. de Becdelievre.

mots clés

• Acier inoxydable
• Ions -- Implantation
• Traitements de surface
• Anticorrosion
• Molybdène
• Azote
• Néon
• Spectroscopie d'impédance

Résumé

L'implantation ionique est un traitement de surface qui permet d'ameliorer les proprietes mecaniques des aciers. Son influence sur le comportement electrochimique des materiaux traites est tres controversee et depend essentiellement des conditions d'implantation. Au cours de notre etude, nous avons constate que tous les echantillons implantes en ions mo, n et ne presentaient une diminution de la resistance a la corrosion par piqure, diminution d'autant plus importante que la dose et la grosseur de l'ion implante sont plus elevees. L'action chimiquement favorable des ions mo et n semble intervenir dans l'evolution du film passif au cours de l'immersion prolongee de l'echantillon et permet de restreindre l'effet nefaste des defauts. Des analyses de surface par spectrometries sims et esca ont montre que les couches d'oxyde sont plus epaisses pour les echantillons implantes que pour les surfaces non implantees; pour ces dernieres, l'epaisseur du film diminue au cours du vieillissement. Les couches passives sont constituees d'une couche mince externe d'hydroxyde precedant une couche d'oxyde mixte de fer et de chrome puis une zone d'oxyde enrichi en chrome. Apres immersion en milieu chlorure, une tres faible penetration des ions chlorure est decelee. Les proprietes electriques des films passifs se developpant sur les divers materiaux ont ensuite ete etudies par spectrometrie d'impedance. Les diagrammes d'impedance obtenus dans le plan de nyquist ne permettant pas une bonne caracterisation, les resultats experimentaux sont transformes en capacites complexes. Un modele original a pu etre propose: il rend compte du comportement du film passif considere comme un dielectrique, materiau hote, dans lequel il y a insertion d'ions provenant de l'electrolyte

Titre traduit

Study of the electrochemical behaviour of molybdenum, nitrogen and neon ion implanted stainless steels in neutral weak chloride solution. Modelisation of passive films by impedance spectroscopy

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