Protection contre la corrosion d'alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel

Corrosion protection of magnesium alloys by sol-gel coatings

• Auteur / Autrice : Noé Verner Murillo Gutierrez
• Direction : Florence Ansart, Jean-Pierre Bonino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sol-gel, Procédé

Corrosion

Magnésium -- Alliages

Mots clés libres

Alliage de magnésium

Revêtement hybride sol-gel

Bicouche

Couche de conversion

Résumé

Ces travaux de thèse portent sur le développement de systèmes de protection anticorrosion pour alliages de magnésium par des revêtements issus de la voie sol-gel. La première partie de l'étude définit un prétraitement de surface adapté à l'alliage Elektron21 (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), comprenant une phase de préparation par voie mécanique puis par voie chimique. La deuxième partie concerne la formation de couches de conversion à base de cérium, et de phosphates, en vue de rendre le substrat métallique plus noble et de favoriser le post-dépôt d'autres revêtements. Une troisième partie est dédiée à la protection de l'alliage de magnésium par des revêtements hybrides élaborés à partir de deux formulations, '' base méthacrylate '' et '' base époxyde '', et dont la formule d'origine a été modifiée par ajout d'un inhibiteur de corrosion, le Ce(NO3)3, et de groupes fonctionnels '' phosphonatés ''. Dans la perspective d'améliorer les performances du revêtement hybride '' base époxyde '', un système architecturé '' bicouche '' est proposé. Enfin, la dernière partie de ces travaux concerne l'étude d'un système de protection '' duplex '', comportant une couche de conversion chimique phosphatée et le revêtement hybride '' base époxyde '' en configuration mono ou bi-couche. Des analyses de surface et microstructurales sont corrélées aux résultats des caractérisations électrochimiques réalisées en milieu corrosif pour les différents systèmes de protection anticorrosion présentés.

The present works aim to the development of anticorrosion protection systems for magnesium alloys, by the way of sol-gel coatings. The first part of the study defines a targeted surface pretreatment for the Elektron21 magnesium alloy (Mg-Nd-Gd-Zr-Zn), consisting of a mechanical preparation, followed by a chemical step. The second part is related to the formation of cerium-based and phosphate-based chemical conversion layers, in order to reduce the substrate reactivity and to promote the post-deposition of other kind of coatings. A third part of the study regards to the protection of the Elektron21 alloy by two different formulations of hybrid coatings: ''methacrylate'' and ''epoxy''-based, for whose the original composition was modified by addition of a corrosion inhibitor, Ce(NO3)3, or also by addition of organic ''phosphonate'' functional groups. In the prospect of the improvement of performances of the ''epoxy-based'' hybrid coating, a ''bilayer'' architecture system is proposed. Finally, the last part of these works discusses the study of a ''duplex'' protection system, consisting of both a phosphate-chemical conversion layer and the ''epoxy-based'' hybrid coating, on mono or bilayer configuration. Some surface and microstructural analyzes are correlated to the results obtained by electrochemical characterizations realized in corrosive environment for all the different anticorrosion protection systems here presented.