Etude du comportement anti-corrosion de revêtements amorphes base Si élaborés par dépôt chimique

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Introduction générale - 9 - - 10 - Introduction générale Les agressions dues à l’usure ou à la corrosion constituent un problème récurrent en ingénierie. Il en résulte une modification du matériau et en particulier de ses propriétés fonctionnelles mécaniques, électriques, optiques, esthétiques ou autres. En général, l’endommagement causé en service peut être atténué voire évité par l’emploi de matériaux plus résistants. Cependant, une telle démarche s’accompagne le plus souvent d’un surcoût rédhibitoire. Il peut alors être envisagé le recours à un traitement ou un revêtement de surface. L’application d’un revêtement sur un substrat métallique permet d’éviter tout contact entre le métal et l’agent corrosif. Ce revêtement doit au moins garder les caractéristiques fonctionnelles intéressantes que possède d’origine le substrat, voire les accroître. Le choix d’un revêtement demeure toutefois complexe au regard des nouvelles contraintes environnementales. Une directive européenne en vigueur en 2007 interdira par exemple toute utilisation du chrome hexavalent employé encore à l’heure actuelle pour certains dépôts. De nombreuses recherches sont ainsi en cours pour trouver une alternative aux couches de conversion de chromates pour la protection anti-corrosion. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et ...
Publié le : vendredi 23 septembre 2011
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Introduction générale
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Introduction générale
Les agressions dues à l’usure ou à la corrosion constituent un problème récurrent en ingénierie. Il en résulte une modification du matériau et en particulier de ses propriétés fonctionnelles mécaniques, électriques, optiques, esthétiques ou autres. En général, l’endommagement causé en service peut être atténué voire évité par l’emploi de matériaux plus résistants. Cependant, une telle démarche s’accompagne le plus souvent d’un surcoût rédhibitoire. Il peut alors être envisagé le recours à un traitement ou un revêtement de surface. L’application d’un revêtement sur un substrat métallique permet d’éviter tout contact entre le métal et l’agent corrosif. Ce revêtement doit au moins garder les caractéristiques fonctionnelles intéressantes que possède d’origine le substrat, voire les accroître. Le choix d’un revêtement demeure toutefois complexe au regard des nouvelles contraintes environnementales. Une directive européenne en vigueur en 2007 interdira par exemple toute utilisation du chrome hexavalent employé encore à l’heure actuelle pour certains dépôts. De nombreuses recherches sont ainsi en cours pour trouver une alternative aux couches de conversion de chromates pour la protection anticorrosion. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et fait partie d’un projet européen (STREP) destiné à développer de nouveaux revêtements multifonctionnels à base de Si. Ces derniers sont élaborés par dépôt chimique en phase vapeur assisté plasma (PACVD). Cette technique de synthèse permet de déposer des couches minces à caractère amorphe, généralement associé à une forte résistivité et une inertie électrochimique. Les revêtements ainsi obtenus devront combiner diverses propriétés spécifiques selon les applications visées tout en associant une résistance visàvis de la corrosion.De nombreux partenaires universitaires et industriels sont directement impliqués dans ce projet (HEF R&D, TEFAL, FIAT, EADS, l’Université de Bari, l’Ecole Polytechnique de Turin, l’Institut des Sciences des Matériaux de Séville, le laboratoire d’Elaboration par Procédé Magnétique, et le laboratoire de PhysicoChimie Industrielle). Ces revêtements doivent satisfaire à un cahier des charges spécifique à chaque utilisateur industriel (contraintes d’ordres tribologique, esthétique, mécanique et électrique) tout en combinant une protection efficace visàvis de la corrosion.
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Introduction générale
Ce dernier point constituera la majeure partie de ce manuscrit, structuré en quatre chapitres. Le premier est consacré à une présentation générale relative aux revêtements amorphes, et plus particulièrement à une mise au point bibliographique sur les propriétés des revêtements base silicium et les caractéristiques des dépôts de carbone amorphe (DLC). Le second chapitre présente la configuration des réacteurs PACVD utilisés pour le dépôt des revêtements, les conditions expérimentales de l’étude ainsi que les techniques électrochimiques et les méthodes de caractérisation de surface mises en œuvre. Les résultats expérimentaux sont regroupés dans les deux chapitres suivants. Le troisième chapitre concerne l’étude du pouvoir protecteur de revêtements amorphes de type SiOxvue d’une application anticorrosion. Nous y présentons le rôle apporté par ce en type de dépôt sur la protection de matériaux sensibles à la corrosion généralisée et localisée (acier inoxydable et aluminium). L’influence de l’incorporation d’azote est analysée par l’étude du comportement électrochimique de pièces revêtues d’un dépôt de type SiOxNy. Enfin, le dernier chapitre est consacré aux propriétés d’anticorrosion de film amorphes de type SiCx, en vue de l’élaboration d’un revêtement duplex SiCx/ DLC multifonctionnel. Est considérée plus particulièrement l’influence de la composition chimique, et des paramètres d’élaboration sur le comportement électrochimique de revêtements de type SiCxNy. L’étude est finalement complétée par une caractérisation électrochimique et une approche tribocorrosion du caractère protecteur fourni par le revêtement duplex dans son ensemble.
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