Thèse soutenue

Contribution à la compréhension des mécanismes de corrosion des céramiques nitrures par les métaux liquides

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Auteur / Autrice : Ahmad-Ali Amadeh
Direction : Pierre QuintardJean-Claude Labbe
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie, chimie physique. Science des matériaux
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Limoges
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de matériaux céramiques et traitements de surface (Limoges)
autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Les exigences liées au coût de production et à la propreté des aciers produits amènent, à l'heure actuelle, les métallurgistes à se préoccuper de l'interaction métal-réfractaire qui est une source non négligeable de pollution et de contamination des aciers. Afin de minimiser ces interactions, nous avons cherché à diminuer la réactivité de la céramique et à défavoriser le contact solide-liquide en recherchant la plus faible mouillabilité possible. Dans cette optique nous avons travaillé sur différents mélanges de nitrures, nitrure-carbone, oxynitrure-carbone et nitrure-oxynitrure en contact avec deux nuances d'acier fondu. La mouillabilité a été étudiée par la méthode de la goutte posée et la corrosion par l'investigation des interfaces solide-liquide complétée par la méthode du doigt plongeant. Les résultats obtenus nous amènent à conclure que dans la plupart des cas le mouillage est gouverné par des interactions chimiques aux interfaces solide-liquide et liquide-vapeur. Dans le cas des mélanges de nitrures, la mouillabilité dépend de l'existence ou de l'absence de réactivité entre les matériaux, et la corrosion est concentrée sur celui qui est le moins stable. L'ajout de carbone modifie la mouillabilité et la corrosion des mélanges nitrure-carbone par sa dissolution dans la phase liquide et sa forte affinité pour l'oxygène dissous dans l'acier avoutissant ainsi au ralentissement de la corrosion globale du substrat. En ce qui concerne les oxynitrures, la baible stabilité thermique se traduit par une dissociation forte qui ne permet pas de retenir ces matériaux dans nos conditions expérimentales. A la lumière des résultats acquis, il est possible de proposer un matériau céramique composé de nitrure d'aluminium, nitrure de bore et carbone amorphe dont la faible mouillabilité et la faible corrosion par l'éacier liquide sont susceptibles de présenter un bon comportement en milieu sidérurgique.