Performances anti-corrosion

Les études concernant le pouvoir protecteur des revêtements amorphes vis-à-vis de la corrosion se rapportent le plus souvent à la silice amorphe de type a-SiOx. L’effet barrière

apporté par ce type de dépôt ne dépend pas de l’épaisseur mais plutôt de la qualité de la couche. Dalbin et al. ont ainsi étudié des revêtements de silice élaborés par voie sol gel de manière à réduire la sensibilité d’aciers métalliques vis-à-vis de la corrosion [51]. La protection est efficace mais peu durable, du fait d’une perméabilité de leur couche de silice vis-à-vis de l’électrolyte. Contrairement à la voie sol gel, la PECVD est une technique plus adaptable qui permet de modifier facilement la structure chimique d’un dépôt en changeant les conditions d’élaboration. Fracassi et al. ont analysé le pouvoir protecteur de différents revêtements a-SiOx

élaborés par PECVD [52,53]. Ils ont montré que la silice à caractère très inorganique (réseau Si–O–Si), obtenue à partir de conditions de dépôt adéquat, améliore l’étanchéité vis-à-vis du milieu et de ce fait la protection anti-corrosion du revêtement. A l’inverse, la présence de groupements organiques (de type Si(CH3)x) et de groupements silanol (Si-OH), en diminuant

les points de réticulation et la compacité du réseau amorphe, favorise une perméabilité de la couche. Par ailleurs, les groupements silanol peuvent interagir avec le milieu électrolytique, et conduire à une dégradation intrinsèque du film protecteur [54]. Enfin, quelques études rapportent l’influence de revêtements a-SiOx sur la protection des matériaux passifs contre la

corrosion localisée [55-57]. Notamment dans le cas de l’acier inoxydable, le dépôt isolant peut retarder l’amorçage des piqûres, et diminuer la densité de courant passif du matériau. L’effet barrière de revêtements amorphes a-SiCx a également été étudié par quelques auteurs [58-60].

L’effet barrière de revêtements obtenus à partir du précurseur héxamethyldisiloxane (HMDSO) a été étudié par Angélini et al. [53]. Les diagrammes d’impédance obtenus après 24 heures d’immersion dans une solution de sulfate de sodium (Na2SO4, 0,1M) montrent que

l’échantillon revêtu présente une amélioration significative de la résistance à la corrosion comme en témoigne la valeur de Z0.01à basse fréquence (Figure 1.8).

Figure 1.8. Diagrammes de Bode obtenus pour l’acier non revêtu et l’acier revêtu par HMDSO élaboré par PECVD après 24 heures d’immersion dans la solution de sulfate de sodium 0.1 M [53].

Les revêtements à base du HMDSO ont été évalués par Petit-Etienne [61] à l’aide de la voltampérométrie et de la spectroscopie d'impédance électrochimique en milieu NaCl 0,5 M aéré. Ces études ont montré que les revêtements élaborés induisent une diminution de l’intensité de courant de corrosion (Icorr), une augmentation de la résistance de polarisation (Rp) et une

efficacité protectrice de 88% après 25 heures d’immersion.

Pech a étudié le comportement anticorrosion de revêtements a-SiOx élaborés à partir du

précurseur tétraethoxysilane (TEOS) [12]. Le diagramme de Bode de l’acier revêtu, obtenu après 100 h d’immersion en milieu NaCl 3%, présente un module à module à basse fréquence Z0.01 de l’ordre 107 (Figure 1.9). Le diagramme de phase montre la présence de deux

constantes de temps (Figure 1.9). Celle observée à haute fréquence traduit les propriétés du revêtement, tandis que celle à basse fréquence est reliée à l’interface métal/électrolyte. Ces résultats sont expliqués par la nature très isolante des couches déposées et par leur très faible porosité. Le revêtement se comporte ainsi comme une barrière permettant d’isoler le substrat de l’environnement agressif.

Figure 1.9 Diagramme de Bode de l’acier revêtu après 100 h d’immersion en milieu NaCl 3% [12].

I.6.3.1. Influence des paramètres expérimentaux du plasma froid

L’effet de la puissance plasma sur les propriétés anticorrosion des revêtements organosilicés déposés a été étudié [45,53]. Les résultats montrent une augmentation marquée du module global d’impédance Z0.01 avec la puissance (Figure 1.10) [53]. Les diagrammes d’impédance obtenus après immersion dans une solution de NaCl 3,5 % en fonction de la puissance sont présentés dans la Figure 1.11[45] et confirment l’augmentation du module global d’impédance Z0.01 observée par Angélini et al. [53]. La Figure 1.11b révèle, de façon corrélative, que tous les films présentent un effet barrière en comparaison avec l’acier nu [45]. Le film obtenu avec la puissance la plus élevée (75 W) montre l’effet barrière le plus marqué, dû à une épaisseur plus importante, qui assurerait une meilleure protection vis-à-vis de la corrosion.

Figure 1.10. Module d'impédance en fonction de la puissance pour les échantillons d'acier revêtus SiOx [53].

Figue 1.11. (a) Module d’impédance et (b) Angle de phase pour les revêtements déposés à différentes puissances plasma [45].

I.6.3.2. Effet du prétraitement par plasma froid

Les prétraitements et la préparation de la surface avant le dépôt du revêtement sont une étape primordiale et indispensable qui permet une meilleure adhérence et par conséquent une amélioration de la résistance contre la corrosion. Une bonne protection nécessite des films dénués de défauts, recouvrant uniformément la surface à protéger. Une bonne adhérence du revêtement au substrat métallique permet d’éviter la diffusion de l’électrolyte à l’interface revêtement/métal [62]. Les prétraitements par plasma sont particulièrement très efficaces, ils permettent un nettoyage des contaminations organiques superficielles, ce qui améliore l’adhésion et limite la formation de défauts dans le revêtement.

Différents prétraitements ont été étudiés notamment par plasma d’argon, d’azote, d’oxygène, d’hydrogène ou de mélanges H2/O2 ; Ar/H2 ; CF4/O2 avant l’application du

revêtement sur l’acier [9,12,45,52,53,63]. Les diagrammes d’impédance pour les échantillons de l’acier revêtus sans et avec prétraitement par un plasma d’oxygène sont présentés dans la Figure 1.12[53]. Une augmentation remarquable de l’effet barrière est mise en évidence comme en témoigne la valeur plus élevée du module global d’impédance Z0.01de l’échantillon prétraité.

Van Ooij et al. [63], ont montré que la nature du gaz plasmagène utilisé pour le prétraitement de surface, notamment H2, affecte fortement les performances de corrosion du

Figure 1.12. Diagramme de Bode obtenus pour l’acier non revêtu et l’acier revêtu avec et sans prétraitement par plasma d’oxygène [53].