thesis

Revêtements hybrides multifonctionneles élaborés par voie sol-gel pour la protection d'alliages d'aluminium pour l'aéronautique (AA2024-T3)

Defense date:

Jan. 1, 2012

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Institution:

Toulouse 3

Disciplines:

Materials science and engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This thesis focuses on the development of innovative multifunctional hybrid coatings, free of Cr(VI), for protecting aluminum alloy AA2024-T3 against corrosion. The sol-gel innovative matrix is based on organoalkoxysilane, aluminum alkoxide and a corrosion inhibitor. The effect of the concentration of each precursor has been studied by measuring the anticorrosion performances of the coatings with the neutral salt spray test (NSS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Afterwards these results were corroborated by NMR analysis of xerogels to correlate corrosion performance with the chemical structure. The synthesis and characterization of boehmite nanoparticles were prepared according to the Yoldas method. These nanoparticles were modified by physisorption of the corrosion inhibitor. By EIS we have demonstrated that modified nanoparticles act as nanocontainers of corrosion inhibitor. In the last part of this work, the development of multifunctional coatings is approched in two ways: firstly, by providing an original architecture for new coatings displaying both corrosion inhibitor nanocontainers and a hydrophobic surface. Secondly by getting colored anticorrosion coatings. In conclusion coatings with an optimal and innovative original architecture have been engineered to satisfy the requirements established by the industrial partners.

Abstract FR:

Les travaux de cette thèse portent sur l'élaboration de revêtements hybrides, exempts de Cr(VI), multifonctionnels innovants pour la protection contre la corrosion de l'alliage d'aluminium AA2024-T3. Le choix s'est porté sur une matrice sol-gel à base d'organoalkoxysilane, d'alkoxyde d'aluminium et d'un inhibiteur de corrosion. L'effet de la concentration de chaque précurseur a été étudié en estimant les performances anticorrosion des revêtements obtenus à l'aide du test du brouillard salin neutre (BSN) et de la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE). Ces résultats ont été ensuite complétés par des analyses RMN de xérogels pour corréler les performances anticorrosion à la structure chimique des revêtements. Ensuite des travaux sur la synthèse et la caractérisation de nanoparticules de boehmite préparées selon la méthode de Yoldas ont été discutés. Ces nanoparticules ont été modifiées par physisorption de l'inhibiteur de corrosion. La SIE a permis de démontrer que les nanoparticules ainsi modifiées sont bien des nanoréservoirs d'inhibiteur de corrosion. Dans la dernière partie de ce travail, l'élaboration de revêtements multifonctionnels est abordée de deux façons : tout d'abord en proposant une architecture originale pour de nouveaux revêtements présentant à la fois des nanoréservoirs d'inhibiteur de corrosion et une surface hydrophobe, puis enfin en obtenant des revêtements anticorrosion colorés. Ainsi des revêtements présentant une architecture originale et innovante ont été mis au point permettant de relever le défi du cahier des charges établi par les partenaires industriels.