Étude par spectroscopie d'impédance électrochimique des mécanismes de corrosion des alliages de magnésium AM50, AZ91 et du magnésium pur en milieu Na2SO4 (Na exponant 2, SO exponant 4)

par Geneviève Baril

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Nadine Pébère.

Soutenue en 2001

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Spectroscopie -- Thèses et écrits académiques
• Corrosion -- Thèses et écrits académiques
• Magnésium -- Alliages -- Thèses et écrits académiques
• Électrochimie -- Thèses et écrits académiques

Résumé

La spectroscopie d'impédance électrochimique a été utilisée pour caractériser au cours du temps d'immersion la corrosion d'alliages de magnésium en relation avec leurs microstructures. Le comportement électronique des alliages AM50, AZ91 et AZ91Si a été étudié au potentiel de corrosion dans une solution de sulfate de sodium 0,1M. A cause de sa microstructure, l'alliage AM50 présente une corrosion homogène alors que la corrosion des alliages AZ91 commence dans le grain et se développe progressivement au niveau des zones eutectiques. Pour ces alliages, la dissolution de la phase eutectique α conduit à un fort enrichissement en aluminium de la couche de produits de corrosion. Quand une concentration critique en oxyde d'aluminium dans la couche d'oxyde ou d'hydroxyde de magnésium est atteinte, un changement de l'allure des diagrammes d'impédance a été observé. Une étude plus fondamentale a été ensuite réalisée sur le magnésium pur. Il a été montré que les ions sulfates accélèrent la dissolution du film formé sur l'électrode mais que le dioxygène dissous n'influence pas la corrosion du magnésium pur. Par contre, la vitesse de corrosion est dépendante de la concentration en hydrogénocarbonate et donc de la présence de dioxyde de carbone dissous dans l'électrolyte. A partir des mesures d'impédances électrochimique et électrohydrodynamique, nous avons proposé un mécanisme réactionnel, dans lequel l'ion Mg+ (Mg exposant +) est l'espèce diffusante qui réagit chimiquement avec l'eau pour former une couche d'oxyde primaire et les ions Mg2+ (Mg exposant 2 +). Ceux-ci diffusent ensuite à travers une couche poreuse obtenue par précipitation rapide d'espèces insolubles. La boucle inductive observée sur les diagrammes d'impédance a été attribuée à l'adsorption de l'espèce Mg(OH)2 (Mg(OH) exponant 2). Le modèle proposé permet de rendre compte des résultats obtenus en impédance électrochimique.

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