Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Année universitaire : 2013 / 2014 République Algérienne Démocratique et Populai

Année universitaire : 2013 / 2014 République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة التعـــلــيــــم العـــالـــــــي والبـــحــــــث الـعـلــمـــــــي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifeuqi UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE d’ORAN Mohamed Boudiaf Faculté de Chimie Département de Génie des Matériaux Spécialité : chimie Option : Elaboration et mise en œuvre des matériaux et application à la protection de l’environnement MEMOIRE Présenté par Mme ROUDANE SARRA Pour l'obtention du diplôme de Magister en chimie Thème Soutenue le ............... devant la commission d'examen composée de : Qualité Nom et Prénoms Grade Etb d'origine Président M. Bettahar Nourredine Professeur USTO MB Rapporteur M. Zerouali Djilali M.conf. A USTO MB Examinateur M. Sellami Mayouf M.conf. A USTO MB Examinateur M.Bahmani Abdellah M.conf. A USTO MB Année universitaire : 2013 / 2014 Elaboration et caractérisations électrochimiques d’oxydes à forte porosité sur substrats métalliques passivables. REMERCIMENTS Ce travail a été effectué au laboratoire de corrosion à USTO, dont le responsable est Monsieur le docteur ZEROUALI DJILALI. Tout d’abord je tiens à adresser mes plus sincères remerciement à mon rapporteur Monsieur ZEROUALI DJILALI, Maître de conférences à l’université de l’USTO, pour m’avoir proposé ce sujet, orienté judicieusement cette étude et pour m’avoir fait profiter de son expérience. Je lui exprime toute ma reconnaissance pour ses conseils techniques et scientifiques, sa patience et ses encouragements chaleureux. Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à Monsieur BETTAHAR NOURREDINE, Professeur à l’université de l’USTO, pour avoir accepté de présider le jury qui va juger mon travail. Je remercie également Monsieur SELLAMI MAYOUF, Maître de conférences à l’université de l’USTO, pour m’avoir fait l’honneur d’appartenir à ce jury, je tiens à lui exprimer ma plus profonde reconnaissance. Je remercie Monsieur BAHMANI ABDELLAH, Maître de conférences à l’université de l’USTO, d’avoir accepté d’être membre du jury et m’avoir bénéficié de ses connaissances scientifiques. Je remercie très chaleureusement mes collèges du laboratoire de corrosion : safia, mohammed, naima. Mes remerciements vont à tous ceux qui m’ont aidé de prés comme de loin pour réaliser ce travail. A mes parents Pour vous mon père, pour vous ma mère Je témoigne ma grande reconnaissance et mon profond amour que Dieu vous garde A mon époux AMINE A mes frères et mes sœurs A toute ma famille A toute ma belle famille A tous mes amis bien aimés A tous ceux qui vont collaborer à ma formation SOMMAIRE Liste des tableaux 1 Liste des figures 2 Introduction générale 6 Chapitre I : Etude bibliographique 7 I. Généralités sur l’Aluminium 8 I.1.Aluminium métal 8 I.2. Thermodynamique de l’Aluminium 8 I.3. Voltampérométrie linéaire de L’Aluminium dans les milieux acides 9 I.4. Contexte historique de l’anodisation de l’Aluminium 10 I.5. Anodisation 11 I.5.1. Structures des films anodiques poreux 11 I.5.1.1. Anodisation de type barrière 11 I.5.1.2 Anodisation de type poreux 12 I.6 .Alumine poreuse 14 I.6.1. Principe de formation 14 I.6.1.1.Processus de formation et de croissance 14 I.6.1.2.Rapport de Pilling-Bedworth 16 I.6.1.3. Migration des ions Al+3 et O2- 16 I.6.1.4. Rugosité de l’interface métal/oxyde 17 I.6.1.5. Formation de l’ion O2- 18 I.6.1.6. Dissolution de l’alumine par le champ électrique 18 I.6.1.7. Origine de la structure poreuse en nid d’abeille 19 I.6.2. Grandeurs caractéristiques 19 I.6.2.1. Densité de pore –Diamètre de la cellule 20 I.6.2.2. Diamètre des pores 20 I.7. Electrolytes 20 I.7.1. Différents électrolytes 21 I.7.2. Incorporation de l’anion de l’électrolyte 22 I.8. Facteurs influençant de la formation d’un film poreux ordonné 23 I.8.1. Influences des paramètres opératoires d’anodisation 23 I.8.1.1. Concentration 23 I.8.1.2. Température 23 I.8.1.3.Agitation du bain 24 I.8.1.4. Durée de l’anodisation 24 I.8.1.5.Tension ou densité de courant imposée 24 I.8.2. Eléments d’alliages 24 I.8.3. Nature de l’électrolyte 26 I.9. Préparation de surface 26 I.9.1. Electro polissage 26 I.9.2. Dégraissage 27 I.9.2.1. Dégraissage aux solvants 27 I.9.2.2.Dégraissage en milieu aqueux 27 I.9.2.3. Dégraissage en milieu alcalin 27 I.9.2.4. Dégraissage en milieu acides 27 I.9.3. Décapage 28 I.9.3.1. Décapage alcalin 28 I.9.3.2. Décapage acide 28 I.9.4. Brillantage chimique ou brillantage électrolytique 28 I.9.4.1. Brillantage chimique 28 I.9.4.2. Brillantage électrolytique 29 I.9.5. Traitement mécanique 29 I.9.5.1. Polissage mécanique 29 I.9.6. Satinage et matifaction 30 I.9.7 .Traitements thermiques 30 I.10. Principes procédés et leurs applications 30 I.10.1 .Anodisation barrière 30 I.10.2. Anodisation sulfurique 31 I.10.2.1. Anodisation de décoration et pour application optique 31 I.10.2.2. Anodisation de protection 32 I.10.2.3. Autres applications de l’anodisation sulfurique 32 I.10.2.4.Propriétés d’isolation électrique 32 I.10.3. Anodisation dure 32 I.10.3.1. Applications industriels de ces procèdes sont nombreuses 33 I.10.4. Anodisation chromique 33 I.10.5. Anodisation phosphorique 34 I.10.6. Anodisation sulfurique-borique 35 I.10.6.1 .Anodisation autocolorée 35 I.10.7.1 .Autres procédé 36 I.10.7.1. Anodisation en milieu oxalique 36 I.10.7.2. Anodisation en milieu alcalin 36 I.10.8. Applications nanotechnolonogiques 37 I.10.9. Caractéristiques des principaux procédés d’anodisation 38 I.10.9.1. procédé de double anodisation 38 I.10.9.2. procédé de pré-indentation 39 Chapitre II : Méthodes et procédures expérimentales 41 II. Conditions expérimentale 42 II.1 Introduction 42 II.2 Substrat 42 II.2.1 Matériau 42 II.2.2 Préparation mécanique 42 II.3 Milieux d’étude 42 II.4 Techniques électrochimiques 43 II.4.1 Technique voltampérometriques 43 II.4.2 Dispositifs expérimentaux 43 II.4.3 techniques chronoamperometriques 44 II.4.4 Techniques d’anodisation à tension constante 45 II.4.5 Techniques d’observations microscopique 56 Chapitre III : Résultats et discussions 47 III Etude électrochimique 48 III.1Etude voltampérométrique 48 III.1.1 Comportement de l’Aluminium en milieu H3PO4 48 III.1.1.1 Effet de la température 54 III.1.2 comportement de l’Aluminium en milieu H2SO4 55 III.1.2.1 Effet de la température 60 III.2 Techniques chronoamperometriques 62 III.2.1 Comportement de l’Aluminium en milieu H3PO4 62 III.2.2 Comportement de l’Aluminium en milieu H2SO4 64 III.2.3 Conclusion 67 III.3 Anodisation à tension constante 68 III.3.1 Anodisation de l’Aluminium à tension constante dans l’acide phosphorique 68 III.3.2 Anodisation de l’Aluminium à tension constante dans l’acide sulfurique 74 III.3.3 Conclusion 81 III.4 Analyse microscopique des surfaces 82 III.4.1 Acide phosphorique 82 III.4.1.1 Micrographie de l’Aluminium après polarisation potentiodynamique dans H3PO4 82 III.4.1.2 Micrographie de l’Aluminium après anodisation dans H3PO4 83 III.4.2 Acide sulfurique 85 III.4.2.1 Micrographie de l’Aluminium après polarisation potentiodynamique dans H2SO4 85 III.4.2.2 Micrographie de l’Aluminium après anodisation dans H2SO4 86 III.4.3 Conclusion 88 Discussions 89 Conclusion générale 91 Références bibliographique 92 1 Liste des tableaux Chapitre I : Etude bibliographique 7 Tableau I.1 : Pouvoir de contamination de R de l’alumine en fonction de l’électrolyte 22 Chapitre III : Résultats et discussions 47 Tableau III.1 : Caractéristiques électrochimiques de l’Aluminium dans l’acide phosphorique À différentes concentrations à température ambiante 52 Tableau III.2 : Caractéristiques électrochimiques de l’Aluminium dans l’acide sulfurique À différentes concentrations à température ambiante 59 Tableau III.3 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H3PO4 à une U=5V 71 Tableau III.4 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H3PO4 à une U=10V 71 Tableau III.5 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H3PO4 à une U=15V 71 Tableau III.6 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H2SO4 à une U=5V 77 Tableau III.7 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H2SO4 à une U=10V 77 Tableau III.8 : Caractéristiques des films d’oxyde pour les différentes concentrations de 0,2 ; 0,3 Et 0,4 mol/l en H2SO4 à une U=15V 77 2 Liste des figures Chapitre I : Etude bibliographique 7 Figure I.1 : Diagramme de Pourbaix de l’Aluminium dans l’eau à 25 C°[9] 9 Figure I.2 : Schéma d’une courbe intensité –potentiel des métaux passivables 10 Figure I.3 :a) Réponse en tension pour une anodisation de type barrière sous densité de courant 12 b) Représentation schématique de la croissance d’une couche anodique de type barrière [18] 12 Figure I.4 :a) Réponse en tension pu en densité de courant par une anodisation de type poreux 13 b) Représentation schématique de la croissance d’une couche anodique de type poreux [20, 16,1 13 Figure I.5 : Schéma de la structure d’une couche d’oxyde d’anodisation sulfurique 14 Figure I.6 : Dépendance entre l’évolution de la structure de l’alumine et le courant ou potentiel mesuré 15 Figure I.7 : Stades successifs conduisant à la formation de pores 17 Figure I.8 : Principe de formation de l’anion O2- présent dans l’oxyde Al2O3 18 Figure I.9 : Principe de dissolution induite par le champ électrique 19 Figure I.10 : Coupe de la structure hexagonale compacte de l’alumine poreuse 20 Figure I.11 : Représentation de la forme conique des pores 21 Figure I.12 : Représentation de la couche d’alumine contaminée par l’anion des électrolytes 22 Figure I.13 : Conductivité d’une solution d’acide sulfurique en fonction de sa concentration À température égale à 21 C° [38] 23 Figure I.14 : Phénomène de pulvérulence 24 Figure I.15 : Exemples de comportement d’alliages d’Aluminium à l’anodisation sulfurique 25 Figure I.16 : Défaut de fluage de surface révélé au cours de la gamme d’anodisation 29 Figure I.17 : Feuille gravés pour condensateur 31 Figure I.18 : Exemple de cycle de tension utilisé en anodisation chromique (Cycle Bengough-Stuart) uploads/Geographie/ these-chimie-magisterpdf.pdf