Le cuivre est très utilisé dans l’industrie à cause de ses remarquables propriétés physiques et mécaniques .Par exemple, il est souvent employé dans les systèmes de chauffage et de refroidissement grâce à son excellente conductivité thermique [1, 2].
Il est connu que les produits de corrosion provoquent une réduction de l’efficacité de chauffage des équipements en cuivre.
Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l'eau telles la rouille du fer ou de l'acier ou encore la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). La corrosion est un domaine vaste et qui touche toutes sortes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) dans divers environnements (milieux aqueux, atmosphère, hautes températures) [3, 4].
L'étude des phénomènes de corrosion est un domaine des sciences des matériaux qui fait appel aussi bien à des notions de chimie que de physique. La corrosion est un problème industriel important car elle peut être la cause de graves accidents suite à la rupture d'une pièce ou d’une structure corrodée. D’autre part, la corrosion représente un coût économique très important. En effet, on estime que chaque seconde, 5 tonnes d'acier dans le monde sont détériorées par corrosion, ce qui représente l’équivalent de 2% du produit brut mondial [5].
Par conséquent, l’étude des phénomènes de corrosion et les moyens de protection qui permettent au moins de réduire ses effets à défaut de pouvoir complètement l’éliminer représente un intérêt certain pour les industriels aussi bien du point de vue de la sécurité industrielle qu’économique.
Parmi les moyens qui sont fréquemment utilisés pour lutter contre les phénomènes corrosifs, on peut citer les revêtements des pièces à protéger. Les revêtements composites étant les plus efficaces. En effet, les revêtements composites connaissent un développement industriel croissant grâce aux propriétés particulières qui leurs sont conférées par l’incorporation de particules solides. Par exemple, Ni- TiC[6], Ni-TiO2 [7], Ni- Al2O3[8], Ni-ZrO2[9, 10, 11, 12] , Ni-SrSO4[13], Ni-SiC[14, 15, 16], Ni-BN[17] , Ni-Co-ZrO2 [18]. Ag-ZrO2 [19], Co-ZrO2 [20], Cr-ZrO2 [21], Ni-W-P-ZrO2 [22], Ni-ZrO2 [23, 24], Zn-ZrO2[25], PbO2-ZrO2[26], Ni-Fe-ZrO2[27, 28], Ni-P-ZrO2[29].
Le principe de la codéposition électrolytique repose sur la possibilité d'incorporer dans des dépôts électrolytiques des particules solides et liquides qui sont maintenues en suspension
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dans le bain électrolytique. Un certain nombre de paramètres sont toutefois imposés au choix de ces particules [30].
Ces techniques de codéposition sont développées pour un grand nombre de matériaux comprenant, l’alliage, les semi-conducteurs, les oxydes supraconducteurs et les polymères conducteurs [31, 32].
L’objectif de la thèse est d’obtenir un matériau de haute performance et multifonctionnel, plus exactement, l’obtention d’un film de surface composite métal – nano-particules formé par voie électrochimique ayant une bonne résistance à la corrosion comparé à la couche métallique classique. Les nano-particules possèdent des propriétés particulières qui peuvent être transmises jusqu’à la surface du dépôt, et confèrent aux dépôts des propriétés physico-chimiques difficilement atteintes avec des particules de dimension plus grande.
La matrice métallique investiguée dans notre travail c’est la matrice Ni pur, Ni-Cr et les nano-particules sont des oxydes de ZrO2 et Cr2O3. Les dépôts sont obtenus par voie électrolytique.
Le procédé électrolytique présente plusieurs avantages : (i) contrôle précis de l’épaisseur du dépôt, (ii) contrôle de la vitesse de dépôt, (iii) modification des conditions de dépôts par courant continu ou courant pulsé, (iv) dépôt réalisable à la température ambiante et (v) dispositifs disponibles au laboratoire.
Les procédures de dépôt des matériaux composites ont été examinées en particulier par modification de: (i) la concentration de nano-particules dans l’électrolyte, (ii) la taille moyenne de particules, (iii) la nature structurale d’oxyde et (iv) la concentration des dispersants.
Un désavantage de l’utilisation des nanoparticules est leur tendance accentué de s’agglomérer, ce qui influence leur incorporation dans la matrice métallique [33]. De ce point de vue, un des objectifs de la thèse est d’augmenter la stabilité des suspensions de nanoparticules dans les bains nickelage par l’utilisation des dispersants.
La thèse est structurée en deux parties principales :
Dans la première partie on a réalisé une étude bibliographique concernant les matériaux composites métal-nanoparticules et les méthodes d’investigations utilisées aussi dans l’étude de l’électrodéposition que dans l’étude de la corrosion des dépôts de Nickel comme les courbes de polarisation et la spectroscopie d’impédance électrochimique.
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Dans la deuxième partie sont présentés les résultats expérimentaux et leurs interprétations, mais aussi les conclusions à la fin de cette étude. Cette partie est structurée à son coté en deux chapitres qui décrivent l’étude des revêtements composites Ni Watts, Ni-Cr, Ni-Cr-ZrO2, Ni-ZrO2, Ni-Cr-Cr2O3 et Ni-Cr2O3, aussi du point de vue du processus d’électrodéposition que du processus de corrosion, par des analyses électrochimiques (comme les mesures de polarisation et les courbes d’impédance électrochimique), mais aussi par des méthodes non électrochimiques (comme le DRX, MEB et EDX).
Le dernier chapitre l’étude des revêtements composites Ni sulfate, Ni-Cr, Ni-Cr-ZrO2, Ni-ZrO2, aussi du point de vue du processus d’électrodéposition que du processus de corrosion, par des analyses électrochimiques (comme les mesures de polarisation et les courbes d’impédance électrochimique), mais aussi par des méthodes non-électrochimiques (comme le DRX, MEB et EDX).
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