Etude du rôle du fer et du manganèse lors de l'oxydation d'alliages cuivre-nickel industriels

par Raphaële Danoix

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Michel Lenglet.

Soutenue en 1994

à Rouen .

mots clés

• Oxydation
• Couche oxyde
• Cinétique
• Vitesse corrosion
• Effet composition
• Addition fer
• Addition manganèse
• Mécanisme corrosion
• Alliage base cuivre
• Nickel alliage
• Alliage Cu90Ni10
• Oxidation
• Oxide layer
• Kinetics
• Corrosion rate
• Composition effect
• Iron addition
• Manganese addition
• Corrosion mechanism
• Copper base alloys
• Nickel alloy
• Alliages cuivre-nickel -- Oxydation
• Corrosion de contact

Résumé

L'étude du rôle du fer et du manganèse lors des premiers stades d'oxydation d'alliages cuivre-nickel industriels de type 90/10 est conduite sur la base d'une confrontation entre deux nuances dont l'une est chargée en ces éléments (1. 2% de fer et 0. 8% de manganèse). Les oxydations sont réalisées pour une gamme de températures comprises entre l'ambiante et 450° C et suivies à l'aide de méthodes d'analyse complémentaires. La spectroscopie de photoélectrons induits par un rayonnement X et la sonde atomique sont utilisées pour les oxydations à basse température (<200° C) alors que les spectroscopies optiques (IRFT et UV-Vis-PIR) et la spectrométrie de masse des ions secondaires le sont pour de plus hautes températures. La confrontation des résultats obtenus par ces diverses techniques révèle que le film d'oxydes formé, quelle que soit la température, s'organise selon une structure duplex ou bicouche avec une couche riche en oxyde de cuivre plus en surface (Cu2O puis CuO pour des oxydations plus importantes) et un mélange d'oxydes de cuivre et de nickel plus en profondeur (Cu2O et NiO). L'étude des cinétiques d'oxydation montre l'existence de deux mécanismes de diffusion contrôlant l'oxydation: diffusion du cuivre de l'alliage vers l'interface oxyde-air pour les premières étapes d'oxydation, puis diffusion de l'oxygène de la surface vers l'alliage pour des temps d'oxydations plus importants. Les éléments d'addition, Fe et Mn, sont toujours présents dans la couche interne d'oxydes. Ils modifient la cinétique de croissance ainsi que la composition et l'adhérence des films d'oxydes formés

Titre traduit

Study of the influence of iron and manganese during the oxidation of industrial copper-nickel alloys

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