Comportement électrochimique d'alliages modèles binaires aluminium-cuivre
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is devoted to a study of the electrochemical behaviour of binary aluminiumcopper model alloys. Binary aluminium-copper alloys were deposited using physical vapour deposition PVD. Like that, the model alloy layers containing 0. 1 to 100 at % Cu were prepared to a thickness about 450 nm. A good correlation has been established between the metallurgical phases into these alloys and the equilibrium phase diagram. The microstructure evolution with chemical composition has then revealed a strongly influence of the θ-Al2Cu phase (33 at % Cu). In the same way, the electrochemical behaviour of these alloys in a sulphate media was correlated to the evolution of their microstructure. For a composition close to that of θ-Al2Cu phase (33 at % Cu), a transition of the electrochemical behaviour was again observed. Galvanic coupling between model alloys containing both α-Al and θ-Al2Cu phases shows that the anodic α phase remained in the passive state whereas pits were observed on cathodic θ-Al2Cu phase. The second part of this work concerns the chemical and structural studies of the anodic films grown on these alloys. From 0. 2 at % Cu in alloy, anodizing led to a copper enrichment just beneath the film in a 2 nm thin thick layer. For a sufficient copper content in the alloy, oxidation of copper was observed. From 2 at % copper content, the voltage-time response during anodizing wasn't linear and the RBS analysis revealed a difference between the calculated and measured values of the enrichment copper content. Then, from this composition copper is oxidised and incorporated into the film and oxygen bubbles are formed leading to a defective structure of anodic films, which has a strong influence on the electrochemical behaviour of these anodized alloys. .
Abstract FR:
Cette thèse propose une étude du comportement électrochimique d'alliages modèles binaires aluminium-cuivre. Les alliages binaires aluminium-cuivre ont été synthétisés par pulvérisation cathodique. Ainsi, des alliages modèles dont la composition varie de 0,1 à 100 % at Cu ont été préparés en couches d'environ 450 nm d'épaisseur. Une bonne corrélation a été obtenue entre les différentes phases métalliques mises en évidence et le diagramme de phase à l'équilibre. L'évolution de la microstructure selon la composition chimique a alors révélé que la phase θ-Al2Cu (33 % at Cu) jouait un rôle majeur. De la même manière, l'étude du comportement électrochimique de ces alliages en milieu sulfate a été corrélé à l'évolution de la microstructure. Pour une composition proche de celle de la phase θ-Al2Cu, une transition est à nouveau observée en terme de comportement électrochimique. Le couplage galvanique entre des alliages modèles contenant les phases α-Al et θ-Al2Cu montre que la phase anodique α se passive alors que des piqûres sont observées sur la phase cathodique θ-Al2Cu. La seconde partie de la thèse concerne l'étude chimique et structurale des films anodiques développés sur ces alliages. A partir d'une teneur de 0,2 % at Cu de l'alliage, l'anodisation conduisait à un enrichissement en cuivre d'environ 2 nm d'épaisseur juste sous le film anodique. Pour des alliages suffisamment riches en cuivre, il est apparu que le cuivre présent dans l'alliage peut s'oxyder. En effet, à partir d'une teneur d'environ 2 % at Cu, les courbes d'anodisation ne sont plus linéaires et les analyses RBS révèlent une différence entre la teneur en cuivre de l'enrichissement calculée et mesurée. C'est donc à partir de cette composition que le cuivre de l'enrichissement commence à s'oxyder et des bulles d'oxygène sont alors observées conduisant à une structure défectueuse des films anodiques. Il existe alors une nette transition dans le comportement électrochimique de ces alliages anodisés.