Oxydation des alliages d'aluminium aéronautiques par plasma électrolytique : caractérisation optique du procédé et étude des cinétiques de croissance des couches

par Flore Mecuson Jaspard

Thèse de doctorat en Science et ingénierie des matériaux

Sous la direction de Gérard Henrion.

Soutenue en 2005

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

mots clés

• Oxydation par plasma électrolytique
• Peo
• Oxydation micro-arcs
• Oma
• Aluminium
• Oxyde d'aluminium
• Décharges
• Spectroscopie d'émission optique
• Caméra vidéo rapide
• Corrosion
• Cinétiques de croissance
• Plasmas, Dynamique des
• Spectroscopie des plasmas

Résumé

L'oxydation par plasma électrolytique (PEO) ou oxydation micro-arcs (OMA) est un procédé propre permettant d'élaborer en une seule étape des couches d'oxyde d'aluminium épaisses et mécaniquement très intéressantes sur alliage d'aluminium. La caractérisation optique des décharges, (caméra vidéo rapide et spectroscopie d'émission optique), permet de mettre en évidence deux types de traitement, selon la forme du courant et en particulier du rapport des quantités de charges positives et négatives imposées au système. Les caractéristiques (morphologie, épaisseur, résistancece à la corrosion) et les cinétiques de croissance des couches élaborées sont étudiées et des mécanismes de croissance des différentes sous-couches sont proposées pour chaque type de traitement. A partir de mesures électriques, la modélisation électrique du système électrolyte/couche d'oxyde/substrat est abordée. Des critères permettant de réaliser des couches présentant les propriétés requises sont déduits de ces études

Titre traduit

Plasma electrolytic oxidation of aeronautic aluminium alloys : optical characterization of the process and study of the growth kinetics

Résumé

Plasma electrolytic oxidation (PEO) or micro-arc oxidation (MAO) is a process through which aluminium oxide layer may be grown onto aluminium substrate. Optical characterization of discharges is carried out using fast video imaging and optical emission spectroscopy, allowing us to distinguish between two different kinds of treatment, depending on the current waveform zand especially on the ratio of positive to negative charge quantity applied to the systeme. The characteristics (morphology, thickness, corrosion resistance) and growth kinetics of the coatings are studied. Growth mechanisms for the different sublayers are proposed for each type of treatment. Electric measurements are carried out allowing us to propose an electric modelling of the system. From these studies, criteria are established that enable coatings with the required properties (in terms of thickness and corrosion resistance) to be grown