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Thèse soutenue

Protection de l'alliage de titane TA6V contre l'oxydation

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Auteur / Autrice : David Duday
Direction : Pierre Moine
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science des matériaux
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : La Rochelle

Résumé

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Ce travail est une étude sur la protection de l'alliage de titane TA6V contre l'oxydation à des températures supérieures à celles habituellement utilisées. Deux voies ont été utilisées pour améliorer la résistance à l'oxydation. La première a consisté à modifier les processus d'oxydation en incorporant par implantation ionique un élément réactif, le cerium, la deuxième à protéger l'alliage par des barrières de diffusion telles que des revêtements d'oxyde (Cr#2O#3 et Al#2O#3) ou des multicouches métal/céramique pour remédier au caractère fragile des films céramique. Il a été montré que les couches d'oxyde (Cr#2O#3 et Al#2O#3) sont généralement nanocristallines (parfois partiellement amorphes) et sont de bonnes barrières de diffusion tant qu'elles ne sont pas fissurées. Dans les multicouches, les couches métalliques sont toujours cristallisées sous forme colonnaire alors que les couches d'oxyde sont souvent mal cristallisées, voire amorphes, selon les conditions expérimentales du dépôt. Les contraintes résiduelles sont généralement en compression mais la structure multicouche et le dépôt à haute température peuvent diminuer ou annuler ces contraintes. L’effet bénéfique de l'incorporation de cerium, mis en évidence pour la dose d'ions implantés la plus faible (10#16 ions/cm#2), peut s'expliquer par un blocage de la diffusion des ions Ti et Al vers l'extérieur, par les ions Ce lorsqu'ils sont dispersés à l'interface métal-oxyde et dans les joints de grains. L’amélioration de la résistance à la corrosion a aussi été observée dans le cas des revêtements monocouches et multicouches et particulièrement dans le cas des multicouches Cr/Cr#2O#3. Les couches métalliques accommodent les contraintes et jouent le rôle de réservoir à Cr#2O#3. Cependant, la durée de vie de ces multicouches est faible pour des températures supérieures à 700c, car différents phénomènes favorisent la fissuration et la décohésion de ces revêtements.