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Dispersions et suspensions
Les milieux de dispersion sont définis comme un mélange de deux phases non miscibles — mélange hétérogène —, l’une — la phase divisée — étant dispersée dans l’autre — la phase continue. En particulier, les dispersions « solide-liquide » dites colloïdales correspondent à des dispersions de particules dont le diamètre moyen est inférieur à 1 µm. Dans ce cas, le mouvement Brownien est prépondérant et les particules ne subissent pas la gravité [36]. Pour des diamètres moyens de particules supérieurs au micromètre, le terme de suspension est utilisé. Ces limites de taille sont arbitraires. Dans le cas de suspensions, la gravité intervient : les particules sont globalement en train de sédimenter. La sédimentation est seulement ralentie par les frottements visqueux.
Milieu de dispersion
Le milieu de dispersion des particules est le plus souvent soit un solvant aqueux, soit un solvant organique. Les caractéristiques recherchées sont les propriétés physico-chimiques telles que la viscosité, la permittivité diélectrique ou encore la masse volumique. La stabilité électrochimique est aussi à prendre en compte, puisque le solvant devra être stable sous polarisation. Le domaine d’électro-inactivité du solvant doit être suffisant large pour éviter les réactions parasites. Les températures de solidification, d’ébullition ou la pression de vapeur saturante sont des caractéristiques également importantes car elles fixent, dans une certaine mesure, les conditions expérimentales.
Solvants organiques
La majorité des dépôts électrophorétiques rapportés dans la littérature sont réalisés à partir de suspensions/dispersions en milieux organiques. Ce type de milieux est particulièrement adapté au procédé électrophorétique, à savoir une faible conductivité, une bonne stabilité chimique, une grande fenêtre de potentiel électrochimique. La faible conductivité des solvants organiques (quelques µS.cm-1) limite l’échauffement du solvant, dû à l’effet Joule ainsi qu’un risque d’oxydation des électrodes.
Les solvants organiques restent cependant des milieux inflammables, pouvant être potentiellement dangereux pour la santé de l’Homme et l’environnement. Le point éclair des solvants organiques les plus utilisés (éthanol, propan-2-ol…) est souvent inférieur à 20 °C, nécessitant un contrôle drastique des conditions expérimentales et la mise en place de mesures de sécurités plus strictes notamment des ateliers respectant la règlementation ATEX (ATmosphères EXplosives). En outre, le coût d’utilisation des solvants organiques comme milieu de dispersion est généralement plus important que celui de l’eau.
Milieux aqueux
Le principal inconvénient de l’utilisation de milieux aqueux pour la réalisation de dépôts électrophorétiques est la faible fenêtre de potentiel d’électro-inactivité de l’eau. Dès qu’une tension supérieure à 1,23 V (à pH = 0) est appliquée, l’électrolyse de l’eau est susceptible de se produire : l’eau se réduit à la cathode en dihydrogène et s’oxyde à l’anode en dioxygène. Les dégagement gazeux produits aux électrodes sont à l’origine d’un manque d’uniformité des dépôts, des pertes d’adhérence et peuvent entraîner la formation de pores et de fissures. Pour limiter le dégagement gazeux dû à l’électrolyse de l’eau, il est possible de jouer sur les paramètres liés au procédé de dépôt électrophorétique et notamment sur la forme du signal électrique (alternative, pulsée). En effet, un champ électrique alternatif est généralement utilisé pour limiter les effets de l’électrolyse de l’eau. L’ajout d’additifs à la suspension peut limiter les effets de l’électrolyse de l’eau (piégeurs d’hydrogène [37], hydroquinone [38]). Pour des substrats en acier, la réalisation de dépôts électrophorétiques anodiques peut conduire à une oxydation prématurée du substrat, tandis qu’une cataphorèse peut engendrer une fragilisation par l’hydrogène.
Constante diélectrique
La constante diélectrique ou permittivité diélectrique ( , en F.m-1) est une caractéristique importante du milieu de dispersion dans le cas de dépôts électrophorétiques, car elle définit la capacité du liquide à dissocier les composés ioniques — elle est souvent rapportée à celle du vide ( 0) et l’on parle alors de permittivité diélectrique relative, avec = / 0. Selon Powers [39], la valeur de la permittivité diélectrique relative de particules céramiques doit se trouver entre 12 et 25, afin de créer suffisamment de charges à la surface de l’oxyde nécessaires à l’obtention d’une bonne stabilité de la dispersion. Pour des plus faibles valeurs de constantes diélectriques relatives, la force ionique du milieu est trop faible et limite ainsi la création de charges en surface des particules. La migration sous champ électrique sera limitée et des phénomènes d’agglomération peuvent apparaître. A l’inverse, pour des valeurs de εr > 25, les composés ioniques sont facilement dissociés et la concentration en ions dans le milieu augmente, conduisant à une contraction importante de la double couche électrochimique, réduisant ainsi la mobilité électrophorétique et la stabilité de la dispersion.
Origine de la charge de surface
Dans les milieux aqueux
Des particules solides immergées dans un milieu dispersant peuvent développer une charge électrique à leur surface. Il existe généralement quatre mécanismes impliqués dans la création d’une densité de charge à la surface des particules (le détail de ces quatre mécanismes est décrit en Annexes I.1) :
• L’ionisation de groupes chimiques de surface ;
• L’adsorption d’ions ;
• La dissolution préférentielle ;
• La substitution isomorphe.
Dans les milieux organiques
En raison d’une plus faible constante diélectrique des milieux organiques, la densité de charge de surface des particules dans ces milieux est limitée. Une tentative d’approche globalisée du comportement d’un soluté dans un solvant organique est faite par différentes auteurs [20],
[40]. Malgré cela, Wang et al. [41] ainsi que Vandeperre et al. [40] montrent à travers la mesure de densité de charge de surface d’un certain nombre de poudres céramiques (oxydes, nitrures, carbures), que les mécanismes de formation de charges en milieu aqueux peuvent aussi s’appliquer aux milieux non aqueux.
Interface particule / solution
Au voisinage d’une particule immergée, la distribution spatiale des espèces ioniques est affectée par la présence des charges à sa surface. La zone autour de la particule est nommée « double couche » électrochimique. Plusieurs modèles théoriques successifs ont été proposés afin de tenter de décrire cette double couche électrochimique.
Dans le modèle de Helmholtz l’interface solide / solution est considérée comme un simple condensateur composé de deux plans parallèles. Cette représentation ne prend en compte que les forces électrostatiques entre les espèces ioniques présentes dans l’électrolyte et la surface de la particule. Une amélioration du modèle d’Helmholtz est apportée par la prise en considération de l’agitation thermique sur la distribution de charge en solution.
Le modèle de Gouy-Chapman, développé indépendamment par Gouy [42] en 1910 et Chapman [43] en 1913, décrit l’existence d’une « couche diffuse » dans laquelle le mouvement des espèces ioniques est dicté par les différentes interactions électrostatiques et les mécanismes de diffusion. L’épaisseur de cette couche s’étend de quelques centaines de nanomètres à quelques microns. La principale limitation de ce modèle est liée au fait que les charges en solution sont réduites à de simples charges ponctuelles.
Le modèle de Stern [44] reprend les principes des deux modèles précédents en les combinant. L’interface solide / électrolyte est composée de deux zones distinctes (Figure 12). La première partie est la « couche compacte » ou couche de Stern. Dans cette zone où le potentiel varie de manière linéaire avec la distance (= couche compacte), les ions de charge opposée à la surface de la particule sont structurés en une couche compacte de quelques nanomètres, voire inférieure. La deuxième partie correspond à la couche diffuse, zone dans laquelle la variation du potentiel peut suivre une décroissance de type exponentielle. Cette couche diffuse correspond à une zone de transition entre la couche compacte ordonnée et le reste de l’électrolyte complètement désordonné. Grahame [45] complète le modèle de Stern en définissant des plans particuliers parallèles à la surface du solide. Le premier plan correspond au plan interne de Helmholtz (PIH). Ce PIH définit la zone où les ions non solvatés sont chimisorbés à la surface du solide. Le second plan est appelé le plan externe de Helmholtz (PEH). Ce plan représente la zone où les premiers ions entièrement solvatés sont présents (Figure 12).
Dans le cadre d’électrolytes disposant d’une trop grande force ionique, la partie diffuse de la double couche électrochimique est comprimée et peut entraîner une perte de stabilité (sédimentation et dépôt hétérogène) des particules. La longueur de Debye est détaillée en Annexe I.2.
Potentiel zêta
Le potentiel zêta ou potentiel électrocinétique ( en mV) d’une particule correspond au potentiel électrique mesuré au plan de glissement entre la couche compacte et la couche diffuse. Ce plan de glissement est le plus souvent assimilé au plan de Helmholtz. Le signe et la valeur du potentiel zêta traduisent la densité de charges moyenne des particules en solution. Un potentiel zêta positif — particules chargées positivement — indique que le dépôt électrophorétique se réalisera à la cathode et inversement. La valeur du potentiel est influencée par le pH et l’ajout d’additifs ioniques ou de polyélectrolytes [46]. Plus la valeur absolue du potentiel zêta est grande, plus les forces de répulsions électrostatiques entre les particules seront importantes. C’est pourquoi, un potentiel zêta de valeur absolue suffisamment élevée, en général supérieure à 30 mV, est un bon indicateur de la stabilité d’une suspension [47]. Pour de faibles valeurs absolues du potentiel zêta, les particules peuvent former des floculats, voire des agglomérats donnant lieu le plus souvent à une sédimentation des particules et l’obtention de dépôts inhomogènes.
Chimie de surface des particules
En théorie, des particules de même nature sont censées présenter un potentiel zêta identique lorsqu’elles sont dispersées dans un même solvant. En pratique, des suspensions provenant de différentes poudres commerciales de même nature présentent très rarement des propriétés physico-chimiques identiques. En effet, des disparités très importantes peuvent être observées. Un exemple est décrit par König et al. [48] qui réalisent des DEP de particules d’alumine en milieu éthanol avec différentes poudres commerciales. Des valeurs de potentiel zêta allant de – 14 à + 92 mV ainsi que des pH allant de 1,9 à 10,4 sont mesurés. Ces résultats témoignent de la grande influence de la chimie de surface des particules sur les propriétés physico-chimiques des suspensions [49].
Forces régissant la stabilité des dispersions solide-liquide
Mouvement brownien
Selon la taille des particules, le mouvement brownien, provenant de l’agitation thermique du solvant, peut suffire à les maintenir en suspension [36]. Mais dans la plupart des cas, les particules ont des tailles suffisamment importantes pour que le mouvement brownien devienne négligeable devant la gravité. En général, il est nécessaire de prendre en compte les différentes interactions ayant lieu entre les particules, telles que les interactions de Van der Waals et les interactions électrostatiques.
Interactions entre particules
La théorie nommée DLVO est basée sur les travaux de quatre scientifiques Derjaguin, Landeau, Verwey et Overbeek (DLVO) qui ont abouti au développement d’une théorie sur la stabilité des systèmes colloïdaux. En effet, Derjaguin et Landeau en 1941 [50] puis Verwey et Overbeek en 1948 [51] proposent une théorie expliquant que la stabilité d’un système colloïdal est déterminée par l’action conjointe de forces moléculaires d’attraction — forces de Van der Waals — entre les particules, et de forces électrostatiques répulsives — force de Coulomb.
Les dernières se manifestent par le potentiel zêta décrit précédemment. Ainsi, dans la théorie DLVO, une énergie potentielle ( ) peut être décrite en fonction de la distance de séparation des particules, selon l’équation (1). = ( ) + ( ) (1).
La Figure 13 donne une représentation schématique de l’évolution de l’énergie potentielle de DLVO en fonction de la distance moyenne entre les particules.
Les stratégies employées pour stabiliser les dispersions visent à maximiser l’énergie potentielle répulsive ( ) et / ou augmenter la distance moyenne d’approche entre les particules.
Stabilisation des suspensions par l’ajout d’additifs
Pour augmenter la stabilité d’une dispersion, il est possible d’ajouter des additifs à la suspension colloïdale. Ces additifs, aussi appelés dispersants, sont classés en différentes catégories, suivant l’effet induit : stérique, électrostatique et électrostérique (Figure 14)[52].
Effet stérique
Les additifs ayant un effet stérique sont généralement des molécules comportant des fonctions à longues chaines carbonées [31]. Les molécules adsorbées créent un volume d’exclusion autour des particules aussi appelé encombrement stérique. Cet encombrement empêche physiquement les particules de s’agréger et permet donc de stabiliser la suspension [36]. Ce mécanisme est particulièrement utilisé dans les milieux alcooliques où la concentration en ions est faible [53]. L’ajout de dispersants stériques ne provoque généralement pas de modification du potentiel zêta des particules. L’effet d’un dispersant stérique peut être observé en réalisant des expériences de temps de sédimentation. On peut citer comme exemple le PVP (polyvinylpyrrolidone), le PVB (polyvinylbutyral)), qui sont des dispersants stériques couramment employés.
Effet électrostatique ou ionique
Les additifs induisant un effet électrostatique sont des composés s’adsorbant à la surface des particules et permettent ainsi la création de charges de surface. Les forces de répulsion électrostatique ainsi créées entre les particules assurent une bonne stabilité à la suspension. Un additif bien connu est le diiode qui permet de créer des protons. Il est ajouté soit mélangé avec de l’acétone [53] [54] soit directement avec un alcool. Le mélange diiode-acétone offre un effet électrostatique particulièrement efficace [55]. Il permet d’ajouter une densité de charge positive additionnelle aux particules par adsorption de protons [56]. Les deux inconvénients principaux de ce mélange sont le faible temps d’effet, généralement quelques heures, et l’incorporation de diiode dans le dépôt qui peut modifier les propriétés recherchées
[57]. Le triéthanolamine est un autre additif qui, dû à son caractère basique, permet de créer des protons en milieu organique [58] [59] [60]. Pour finir, les sels métalliques sont des additifs souvent retrouvés dans la littérature. Ces sels métalliques doivent être solubles dans le solvant et doivent pouvoir s’adsorber en surface des particules. Sans adsorption, ces ions agissent comme un électrolyte : ils augmentent la force ionique, ils diminuent les répulsions électrostatiques et facilitent l’agglomération [57]. D’après Ata et al. [57], les ions métalliques adsorbés sur les particules participent généralement aux réactions aux électrodes et s’incorporent dans le revêtement en formant les hydroxydes ou oxydes correspondants. La concentration molaire en sel généralement ajouté à la dispersion est de l’ordre de 10-3 mol.L-1. Comme le décrit Lau et al. [61], au-delà d’une certaine gamme de concentration, une force ionique trop importante entraîne une contraction de la double couche électrochimique des particules, à l’origine d’une diminution de la mobilité électrophorétique de ces dernières [61], menant à une déstabilisation de la dispersion.
Effet électrostérique
L’effet électrostérique combine l’effet de l’encombrement stérique, dû à l’adsorption des molécules, et de la répulsion électrostatique due à la charge de ces molécules adsorbées. La stabilisation d’une suspension par cet effet est généralement plus efficace que les autres types de stabilisation pris individuellement. Les additifs entraînant un effet électrostérique sont des polyélectrolytes, c’est-à-dire des polymères chargés, comme le PEI, polyethylenimine [62] [63], qui se charge positivement en milieu acide ou encore le PAA poly(acide acrylique), l’aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) [53][64]. Il existe aussi des polyélectrolytes anioniques comme le PAZO [65] par exemple.
Conclusion sur les dispersants
Les additifs entraînant des effets stérique et électrostériques sont généralement des composés organiques présentant l’inconvénient d’être incorporés lors du dépôt des particules, en raison de leurs liaisons avec ces dernières. La réalisation d’un traitement thermique, à des températures supérieures à 200 °C, entraîne une thermolyse de ces composés organiques. Ils peuvent être à l’origine de l’apparition de défauts dans le revêtement. Les dispersants électrostatiques / ioniques présentent l’avantage de former des protons qui ne s’incorporent pas dans le dépôt ou alors généralement sous la forme d’hydroxydes (sels solubles), se transformant en oxyde après traitement thermique. Les additifs sont généralement introduits en faible quantité. Leur ajout doit donc se faire de manière maitrisée puisque des concentrations trop élevées ont un effet délétère conduisant à une déstabilisation de la suspension.
Migration et mobilité électrophorétique
Les particules dispersées et présentes en suspension sont entourées par des ions de charge opposée. Lors de l’application d’un champ électrique, les contre-ions ont avoir tendance à se déplacer dans le sens opposé aux particules tandis qu’ils sont aussi attirés par les particules. Ce double effet a pour conséquence de déformer la double couche électrochimique comme le montre la Figure 15.
Imprégnation des revêtements
Une fois les dépôts électrophorétiques de particules d’aluminium réalisés. Un traitement d’imprégnation est réalisé par immersion dans une solution contenant des précurseurs permettant de former la matrice qui servira de liant aux particules d’aluminium.
Une solution de silicate de sodium commerciale de la société (Merck 1.05621.2500), dont le rapport massique entre les SiO2/Na2O est de 3,4, a été utilisée pour l’imprégnation des dépôts. Le pH de la solution est d’environ 12.
Les revêtements sont imprégnés par trempage-retrait dans les solutions en utilisant un dip-coater. La vitesse d’insertion est de 200 mm/min et le temps de contact en position basse est de 10 s. La vitesse de retrait est quant à elle variable.
Étuvage des revêtements imprégnés
L’ensemble particules d’aluminium et liant imprégné est ensuite séché pendant 15 min à température ambiante puis étuvé à 90 °C pendant 1 h, afin d’évaporer une partie de l’eau, assurant ainsi le durcissement.
Traitement thermique
Suite à l’étuvage, les éprouvettes subissent un traitement thermique à l’air dans un four Nabertherm (LV 9/11B170). Les éprouvettes sont portées à 300 ± 2 °C avec une rampe en température de 100 °C/h. Le refroidissement se fait par inertie pendant 4 heures jusqu’à retour à température ambiante
Densification mécanique des revêtements par projection de média ou compactage
Suite au traitement thermique, certains revêtements subissent un post-traitement de densification mécanique, aussi appelé compactage, par projection de média à l’aide d’une sableuse manuelle. Les conditions de compactage sont précisées dans le Tableau 7.
Mesure du potentiel zêta et de la mobilité électrophorétique
Les mesures du potentiel zêta et de la mobilité électrophorétique des particules d’aluminium sont conduites en utilisant un appareil Nanosizer ZS 90 de Malvern. Les mesures sont réalisées par vélocimétrie laser, ce qui nécessite une dilution par 1000 des suspensions afin de limiter leur opacité. La viscosité de la suspension est supposée identique avant et après dilution, la mobilité mesurée est donc supposée représentative de la solution analysée. Le potentiel zêta de la solution diluée sera donc considéré comme étant celui de la solution utilisée pour le DEP.
Mesure de la conductivité des suspensions
L’appareil utilisé est un conductimètre Mettler Toledo Seven2Go Pro S7 couplé à une sonde de mesure InLab 742-ISM. La tête de mesure est composée de deux sondes en acier avec un module de température intégré. La sonde présente une faible constante de cellule (0,105 cm-1), assurant ainsi des mesures de conductivité répétables pour une plage allant de 0,001 à 500 µS.cm-1.
Caractérisations des solutions d’imprégnation
Le comportement rhéologique des solutions d’imprégnation est obtenu à l’aide d’un rhéomètre Rhéolab RM100, avec une géométrie de mesure Couette MK-DIN9, en imposant des contraintes de cisaillement comprises entre 130 et 1900 s-1. La densité (Densimètre liquide DMA38 d’Anton Paar) et la tension superficielle (Tensiomètre DSA100 de Krüss) sont mesurées par la plateforme Service Analyse et Procédés du Laboratoire Génie Chimique de Toulouse. Des analyses thermiques ont été réalisées par thermo-gravimétrie (ATG) et par calorimétrie différentielle (Differential Scanning Calorimetry, DSC). Ces analyses ont été effectuées dans un creuset d’alumine, entre 25 à 500 °C, à une vitesse de chauffage de 10 °C/min.
Caractérisations des revêtements
Caractérisations microstructurales
Méthodes de préparation
Dans le but d’éviter un endommagement des dépôts de particules d’aluminium, un polissage ionique a été privilégié : Focused Ion Beam (FIB) et cross-section polisher. Ces deux méthodes de préparation reposent sur un principe similaire : un bombardement d’ions afin d’éliminer la matière et de procéder à la découpe.
• FIB : échantillon non enrobé :
La première méthode de préparation utilise la sonde ionique focalisée, couramment appelée FIB (Focused Ion Beam en anglais) qui est un dispositif directement implanté dans la chambre d’analyse du MEB. Le microscope utilisé est le MEB/FIB FEI HELIOS 600i – EDS présent sur la plateforme UAR 3623 Centre de Microcaractérisation Raimond Castaing de Toulouse [107]. Cette méthode de préparation présente cependant des inconvénients : une découpe limitée à 60 µm ; un redépôt des atomes et ions éjectés pouvant polluer l’échantillon et gêner l’observation. [108]. La longueur abrasée est d’environ 40 µm. La préparation par FIB permet d’observer les coupes transversales de dépôts directement sans autre opération de préparation. Cette technique de préparation apparait comme une méthode de choix pour caractériser la microstructure des dépôts sans altération.
• Cross-section polisher : échantillon enrobé :
Avant l’observation microstructurale au microscope électronique à balayage (MEB) des éprouvettes sont imprégnées de résine. En effet, afin d’observer des dépôts épais et de déterminer la porosité des dépôts par analyse d’images, la présence d’un agent de contraste est souhaitable. Une résine d’enrobage (Résine EpoFix de Struers) dite à froid (polymérisant à température ambiante) a été utilisée. Pour un enrobage efficace sans risque d’altération des dépôts, la polymérisation de la résine est réalisée sous une pression de 2,5 bars. Les échantillons enrobés sont ensuite découpés pour aboutir à un format 10 x 7 mm.
Un appareil dit « Cross-section polisher » (JEOL IB-19510-CP) utilisant un bombardement d’ions Ar+ permet de polir ioniquement des échantillons sur environ 1 mm d’épaisseur. Les préparations par cross-section polisher ont été réalisées à l’UAR 3623 Centre de Microcaractérisation Raimond Castaing. En comparaison avec la préparation par FIB, le cross polisher permet d’atteindre des longueurs abrasées pouvant aller jusqu’à 2 mm. L’absence d’artefact lié à la préparation des échantillons a été validée par des observations comparatives menées sur des dépôts élaborés avec les mêmes paramètres EDP et préparés par FIB ou au cross-section polisher. Des épaisseurs et des microstructures similaires sont observées montrant que les différentes étapes de préparation des échantillons au cross-section polisher ne modifient pas la microstructure des dépôts.
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Table des matières
Chapitre 1 : Etat de l’art et étude bibliographique
Introduction
I. Le contexte de la thèse
I.1. Les turboréacteurs
I.2. Les arbres de turbines et de compresseur basse pression
I.3. Les aciers à haute résistance mécanique
II. Les stratégies de protection contre la corrosion
II.1. La corrosion des aciers
II.2. Les différentes stratégies de protection contre la corrosion
III. Protection contre la corrosion des aciers
III.1. Elaboration des revêtements
III.2. Limitations des revêtements
IV. Les dépôts électrophorétiques
IV.1. Présentation du procédé
IV.2. Les mécanismes de dépôt par électrophorèse
IV.3. Physico-chimie des suspensions
IV.4. Paramètres de dépôt électrophorétique
IV.5. Cinétique des dépôts électrophorétiques
V. Passage sur pièces de forme complexe : détermination du paramètre clef
V.1. Différence de potentiel de dépôt
V.2. Origine du paramètre clef
V.3. Conséquence sur le pouvoir de pénétration
V.4. Limitation du rapport 𝜎𝑠𝑢𝑠/𝜎𝑑𝑒𝑝
V.5. Conclusions et perspectives
VI. Dépôts électrophorétiques de particules d’aluminium
VI.1. Les milieux de dispersions
VI.2. Influence des paramètres procédés de DEP en milieu éthanol
VI.3. Conclusion sur le dépôt électrophorétique de particules d’aluminium
VII. Vers mes travaux de thèse
VII.1. Cahier des charges technique du revêtement
VII.2. Axes d’étude des travaux de thèse
Chapitre 2 : Matériaux et techniques expérimentales
I. Les substrats étudiés
I.1. Eprouvettes planes
I.2. Pièce de géométrie complexe
II. Elaboration des suspensions
II.1. Particules d’aluminium
II.2. Élaboration des suspensions
III. Procédé de dépôt électrophorétique
III.1. Préparation de surface des substrats
III.2. Masquage des éprouvettes
III.3. Montage expérimental de dépôt
III.4. Mesure du champ électrique dans la suspension
III.5. Imprégnation des revêtements
III.6. Étuvage des revêtements imprégnés
III.7. Traitement thermique
IV. Densification mécanique des revêtements par projection de média ou compactage
V. Processus global d’élaboration des revêtements
VI. Techniques de caractérisations expérimentales
VI.1. Caractérisations des particules d’aluminium
VI.2. Caractérisations des suspensions
VI.3. Caractérisations des solutions d’imprégnation
VI.4. Caractérisations des revêtements
VI.5. Caractérisations anticorrosion des revêtements
Chapitre 3 : Développement de suspensions pour la réalisation de dépôts de particules d’aluminium par électrophorèse
Introduction
I. Formulations
I.1. Les particules d’aluminium
I.2. Choix des solvants et d’un additif
I.3. Propriétés physico-chimiques des suspensions
I.4. Bilan sur les formulations
II. Dépôts et caractérisations
II.1. Influence du temps de dépôt
II.2. Influence du champ électrique
II.3. Masse en fonction de la charge
II.4. Bilan sur les dépôts et caractérisations
III. Evaluation du pouvoir de pénétration
IV. Estimation du rapport de conductivité par modélisation
IV.1. Modèle mis en place
IV.2. Méthode de détermination du rapport 𝜎𝑠𝑢𝑠𝜎𝑑𝑒𝑝
IV.3. Bilan
V. Conclusions
Chapitre 4 : Elaboration d’un revêtement « haute température » à protection cathodique
Introduction
I. Préambule
II. Consolidation : matrice par imprégnation
II.1. Formulation de la solution de précurseurs du liant
II.2. Traitement en température : profil de température
II.3. Paramètres d’imprégnation
II.4. Influence du facteur de dilution et de la vitesse de retrait
III. Activation de la protection cathodique : compactage
IV. Caractérisations anticorrosion
IV.1. Contexte
IV.2. Les revêtements de références
IV.3. Essai en BSN
IV.4. Choix d’une nouvelle méthode d’évaluation
IV.5. Performances anticorrosion des revêtements de la thèse
IV.6. Mode d’endommagement et lien entre le comportement sous polarisation et BSN
V. Conclusions et Perspectives
Chapitre 5 : Validation du procédé sur pièce de géométrie complexe
Introduction
I. Modélisation et optimisation de la géométrie de cellule
I.1. Ajustement des paramètres d’entrée
I.2. Nombre et disposition des contre-électrodes
I.3. Taille et distance des contre-électrodes
I.4. Ajustement de la différence de potentiel
I.5. Influence de la formulation de suspension
II. Validation expérimentale sur pièce de géométrie complexe
III. Conclusions et perspectives
Conclusions générales et perspectives
Références bibliographiques
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