Influence of microstructure on corrosion behaviour of electrodeposited micro and nano-crystalline cobalt-molybdenum alloys

par Michał Latkiewicz

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Vincent Vignal et de Halina Krawiec.

Le président du jury était Rafał Dańko.

Les rapporteurs étaient Karine Mougin, Maria Sozańska.

  • Titre traduit

    Influence de la microstructure sur le comportement à la corrosion d'alliages de cobalt-molybdène électrodéposés


  • Résumé

    De nombreux secteurs industriels ont besoin de matériaux métalliques avec des propriétés de résistance à l'usure et de résistance à la corrosion dans des environnements agressifs ou à des températures élevées très élevées. Ces propriétés spécifiques, notamment mécaniques, électriques, magnétiques et optiques, peuvent être obtenues par la production de couches métalliques. Les revêtements d’alliage ou de métal nanocristallin offrent les caractéristiques de performance souhaitées.L'électrodéposition est un procédé largement utilisé pour fabriquer des revêtements sur des substrats métalliques. La structure et les propriétés des revêtements nanocristallins Co-Mo en font des matériaux prometteurs pour diverses applications. De nos jours, les alliages à base de cobalt sont utilisés dans les avions, l’automobile et l’électronique en raison de leur facilité d’utilisation. En outre, les alliages de cobalt sont largement étudiés en raison de leur utilisation prometteuse pour remplacer les alliages nocifs pour l'environnement dans le corps humain. Les alliages nanocristallins sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels, tels que la biologie, l'énergie, la nanotechnologie, l'aviation et bien d'autres.Le but de ce travail est de produire des revêtements nanocristallins de Co-Mo électrodéposés et d'étudier l'effet de la microstructure sur leur résistance à la corrosion dans des solutions physiologiques simulées.Le travail est divisé en cinq chapitres:• Chapitre I. Bibliographie. Aspects métallurgiques de l’ingénierie des surfaces métalliques pour les revêtements nanocristallins de Co-Mo.Dans ce chapitre, les aspects métallurgiques de l’ingénierie de surface des revêtements nanocristallins de Co-Mo sont présentés sur la base des données de la littérature. Différentes méthodes utilisées pour le dépôt de revêtements métalliques sont discutées.• Chapitre II. Echantillons et méthodes et techniques expérimentales.Ce chapitre présente les conditions expérimentales d'électrodéposition pour les revêtements nanocristallins de Co-Mo et les techniques utilisées pour les caractériser.• Chapitre III. Structure, propriétés mécaniques et comportement électrochimique des revêtements nanocristallins Co-Mo.Ce chapitre présente la structure, les propriétés mécaniques et le comportement électrochimique des revêtements nanocristallins Co-Mo déposés sur du cobalt pur.• Chapitre IV. Co-Mo / TiO2 revêtements nano-composites.Ce chapitre présente la structure, les propriétés mécaniques et le comportement à la corrosion des revêtements nano-composites Co-Mo / TiO2 galvanisés sur du cobalt pur.• Chapitre V. Mécanismes de croissance des revêtements nano-composites Co-Mo / TiO2.Ce chapitre étudie la structure des revêtements nanocomposites Co-Mo / TiO2 électrodéposés pour des temps d'électrodéposition courts et longs dans des conditions potentiostatiques sur des électrodes ayant la forme d’un film ou d’un disque.En résumé, des revêtements nanocristallins Co-Mo et des revêtements nanocomposites Co-Mo / TiO2 ont été obtenus par dépôt électrochimique. Leur structure et l'influence de différentes conditions d'électrodéposition sur leur structure ont été étudiées. Leur résistance à la corrosion a été testée dans des solutions physiologiques simulées. De plus, le mécanisme de croissance des couches a été déterminé sur les deux types d'électrodes.Cette thèse a été réalisée sous la forme d'une coopération en Cotutelle entre l'Université des sciences et technologies AGH Stanisław Staszic à Cracovie et l'Université de Bourgogne à Dijon pour promouvoir les relations scientifiques franco-polonaises. Ce travail a été soutenu financièrement par le gouvernement français et l'ambassade de France en Pologne.


  • Résumé

    Currently, various methods are used in surface engineering for the production of surface layers and coatings on many metal substrates to improve their performance. Different industry sectors are oriented to increase the wear resistance and corrosion resistance of materials that are used in aggressive environments or work at high temperatures. Specific properties, including mechanical, electrical, magnetic and optical, can be achieved by the production of metallic layers. Nanocrystalline and amorphous metal or alloy coatings are unique and offer the desired performance characteristics. They are often characterized by very high strength, associated with the effect of strengthening the edge grain.Electrodeposition is a widely used method of producing coatings on metallic substrates. The structure and properties of Co-Mo nanocrystalline coatings make them promising materials for various applications. Nowadays, cobalt based alloys are used in aircraft, automotive and electronics due to their good usability. In addition, cobalt alloys are widely studied due to their promising use in replacing alloys harmful to the environment or the human body. Nanocrystalline alloys are used in many industrial sectors, such as biology, energy, nanotechnology, aviation and many others.The aim of this work is to obtain electrodeposited Co-Mo nanocrystalline coatings and to investigate the effect of microstructure on their corrosion resistance in simulated physiological solutions.The work is divided into five chapters:• Chapter I. Bibliography. Metallurgical aspects of metal surface engineering for Co-Mo nanocrystalline coatings.In this chapter, metallurgical aspects of surface engineering of Co-Mo nanocrystalline coatings are presented on the basis of literature data. Various methods used for deposition of metallic coatings are discussed.• Chapter II. Samples and experimental methods and techniques.This chapter presents experimental electrodeposition conditions for Co-Mo nanocrystalline coatings and techniques used to characterize them.• Chapter III. Structure, mechanical properties and electrochemical behavior of Co-Mo nanocrystalline coatings.This chapter presents the structure, mechanical properties and electrochemical behavior of nanocrystalline Co-Mo coatings deposited on pure cobalt.• Chapter IV. Co-Mo / TiO2 nano-composite coatings.This chapter presents the structure, mechanical properties and corrosion behavior of Co-Mo / TiO2 nano-composite coatings electroplated on pure cobalt.• Chapter V. Growth Mechanisms of Co-Mo / TiO2 nano-composite coatings.This chapter investigates the structure of Co-Mo / TiO2 nanocomposite coatings electrodeposited for short and long electrodeposition times under potentiostatic conditions on the electrode from pure cobalt-shaped cobalt and pure cobalt electrode in the form of a wire.In summary, nanocrystalline Co-Mo coatings were obtained by electrochemical deposition as well as Co-Mo / TiO2 nano-composite coatings. Their structure and the influence of different electrodeposition conditions on the structure were investigated and their corrosion resistance was tested in simulated physiological solutions. In addition, the mechanism of layer growth was determined on two types of electrodes: a disk-shaped electrode and a wire-shaped electrode.This thesis was carried out in the form of Cotutelle cooperation between the AGH University of Science and Technology Stanisław Staszic in Krakow and the University of Burgundy in Dijon to promote Polish-French scientific relations. This work was financially supported by the French government and the French Embassy in Poland.

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Informations

  • Sous le titre : Influence of microstructure on corrosion behaviour of electrodeposited micro- and nanocrystalline cobalt-molybdenum alloys
  • Détails : 1 vol. (222 p.)
  • Notes : Thèse soutenue en co-tutelle.
  • Annexes : Références bibliographiques en fin de chapitres
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