Dépôt chimique de silicium et d'aluminium sur du fer à partir d'une phase gazeuse tenue à l'oxydation et à la sulfuration des revêtements obtenus

[Chemical deposition of silicium and aluminium onto iron from a gaseous phase oxidation and sulfurization resistance of the coatings]

• Auteur / Autrice : Artemis Kösem
• Direction : Jacques Robin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie analytique
• Date : Soutenance en 1985
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCI - Laboratoire de Physico-Chimie Industrielle (Lyon, INSA1977-2007)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Revêtements protecteurs

Fer -- Composés

Oxydation

Aluminiage

Siliciures

Résumé

La technique de dépôt chimique à partir d'une phase gazeuse (CVD) a été utilisée pour former sur un substrat de fer : 1 - Une couche de siliciure Fe₃Si, adhérente, A partir d'une phase gazeuse Argon-chlorure de silicium II et IV. 2 - Une couche d'aluminiure FeAl, adhérente et compacte, à partir de la phase gazeuse hydrogène-chlorure d'aluminium I ,II et III. Dana les deux cas, le rôle des sous-chlorures (SiCl₂ , AlCl et AlCl₂ ) a été mis en évidence dans le mécanisme de dépôt. La cinétique est linéaire pour la siliciuration et parabolique pour la calorisation. Ensuite, la résistance à l'oxydation et à la sulfuration à haute température ainsi que la tenue à la corrosion en phase aqueuse acide d'échantillons de fer siliciés, caloriaéa et aluminiéa ont été testées. L’étude de l'oxydation (600 à l000°C) a montré que la cinétique est parabolique. A 85db les constantes de vitesse sont respectivement pour le fer, le fer silicié, calorisé et aluminié de 1,78*10⁻² 1,47*10⁻⁴ ,2,58*10⁻⁶ et 2,78*10⁻⁵mg²cm⁻²s⁻¹. L'oxydation moindre des échantillons revêtus est due à la formation d'oxydes protecteurs Fe₂SiO₄ ,FeAl₂O₄ et Al₂O₃. L'étude de la sulfuration dans une atmosphère H₂-H₂S (700 à 850°C) a montré l'excellente tenue du fer calorisé due à la formation d'une couche compacte de sulfure d'aluminium Al₂s₃. Les constantes de vitesse de sulfuration à 800°C pour le fer, le fer ailicié, aluminié et calorisé sont respectivement 0,17, 5*10⁻², 2,8*10⁻⁴ et 8,7-10⁻⁸ mg²cm⁻²s⁻¹. Enfin l'étude des courbes de polarisation globale a mis en évidence l'excellente résistance à la corrosion en milieu aqueux acide des échantillons siliciés et aluminiês.