Electrodéposition, caractérisation et propriétés anti-corrosion de films à base d'oxyde de cérium sur des alliages de zinc
Institution:
La RochelleDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
During the last years, strong recommendations have been put forward concerning the discharge of heavy metals and the possible impact of elements such as zinc on environment. The increasing use of this element, especially for the durability and integrity of metallic structure has lead to critical rate of zinc release due to the human activities in fluvial water and port areas. Regardless of the nature of the zinc based sacrificial coating, it is also necessary to realise surface treatments in order to ensure the aesthetic aspect, an enhancement of the corrosion resistance and the adherence of protective coatings such as chrome. The new national and european directives have restricted the use of Cr(VI), that must be banned and replaced by new environmentally friendly methods. Thus, the new generation of alternative methods consists in the deposition of rare earth metals specially cerium oxide cerium (CeO2) which could confer a good protection thanks to their action like passive film. The object of this study is focused on the development by electrodeposition, the characterization and the physicochemical properties of a thin layer of cerium oxide on coatings containing zinc. To this purpose, the study was undertaken on model pure zinc substrates and zinc alloy coatings. The characterisations showed the influence of certain parameters of the electrodeposition (density of current, times, concentration, additive and pulse current) on the mechanisms, and thus, on the morphology and the composition of films. The corrosion behaviour of the electrodeposited coatings in aqueous medium was also studied by combining immersion tests and accelerated tests (salt spray) in saline environment. If the tests showed that these films act as a physical barrier blocking the diffusion of oxygen, their effectiveness seem to be strongly dependent on the elaboration conditions of the coatings.
Abstract FR:
Ces dernières années, de fortes recommandations ont été émises concernant les rejets des métaux lourds et l’impact éventuel d’éléments tels que le zinc sur l’environnement. L’utilisation abondante de cet élément notamment dans le domaine de la durabilité des structures métalliques a menée à des taux de rejets de zinc liés à l’activité humaine dans les eaux fluviales et les zones portuaires qui atteignent des doses critiques pour l’environnement. Indépendamment de la nature du revêtement sacrificiel à base de zinc, il est aussi nécessaire de réaliser des traitements de surface pour assurer l’aspect esthétique des produits revêtus, une amélioration supplémentaire de la résistance à la corrosion à vocation esthétique et/ou protectrice comme le chrome. Cependant, les nouvelles directives européennes et nationales de plus en plus exigeantes restreignent l’utilisation de Cr(VI), qui doit être abandonnée et remplacée par des méthodes plus écologiques. Ainsi, la nouvelle génération des méthodes alternatives consiste à déposer des composés de terres rares et plus particulièrement des oxydes de cérium (CeO2) qui pourraient conférer une très bonne protection grâce à leur action comme film passif. L’objet de cette étude est axé sur l’élaboration par électrodéposition, la caractérisation et les propriétés physico-chimiques des couches minces d’oxyde de cérium sur des revêtements à base de zinc. Pour cela, l’étude a été menée sur des substrats modèles de zinc pur ainsi que sur des revêtements électrodéposés de zinc allié. Les caractérisations effectuées ont montré l’influence de certains paramètres de l’électrodéposition (densité de courant, temps, concentration, additif et courants pulsés) sur les mécanismes mis en jeu et donc sur la morphologie et la composition des films. Le comportement des revêtements électrodéposés vis-à-vis de la corrosion en milieu aqueux a également été étudié en combinant des essais d’immersion et des tests accélérés de corrosion (brouillard salin). Si les différents essais ont montré que ces films agissent comme une barrière physique bloquant la diffusion de l’oxygène, leur efficacité semble fortement dépendantes des conditions d’élaboration des revêtements.