Modifications chimiques et nanostructurales de films ultra-minces d’oxydes d’aluminium dans l’eau : effet des chlorures

Chemical and nanostructural modification of ultra-thin films of aluminium oxides in water : effect of chloride

• Auteur / Autrice : Inès Bennour
• Direction : Philippe Marcus, Vincent Maurice
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique et chimie analytique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorrosion

Chlorures

Réactivité (chimie)

Alumine

Résumé

Dans le but de mieux comprendre les propriétés de résistance à la corrosion et les mécanismes de rupture des couches d’oxydes d’aluminium, des films ultra-minces (< 5 nm) formés par oxydation sélective de l’alliage intermétallique NiAl ainsi que leurs modifications chimiques et structurales induites par immersion en solution aqueuse (avec et sans chlorures) ont été étudiés par des techniques analytiques de surface (XPS, ToF-SIMS et AFM). Les variations de l’épaisseur et de la stœchiométrie des films ainsi que de la composition de l’alliage sous le film ont été caractérisées par des mesures XPS résolues en angle. L’immersion dans l’eau liquide pure provoque la croissance d’oxyde d’aluminium (deux monocouches équivalentes supplémentaires) à l’interface métallique lorsque les joints de grains du film initial permettent la pénétration des anions jusqu’à cette interface. Pour des films plus épais, formés thermiquement, la croissance est observée à l’interface oxyde/eau et implique un transport cationique privilégié aux joints de grains de la couche d’oxyde. En présence de chlorures dans la solution, leur pénétration dans la couche d’oxyde bloque la croissance des films d’oxydes d’aluminium essentiellement anhydres observée après immersion dans l’eau pure. Les couches fortement hydroxylées et faiblement chlorurées obtenues après modification de l’oxyde initial ont des propriétés très altérées de barrière contre la dissolution des éléments de l’alliage. L’étude de films d’épaisseurs différentes a permis de dissocier l’étape de pénétration des chlorures dans le film de celle de propagation du transport dans la partie interne le long de l’interface alliage/oxyde