Premières étapes d’oxydation d’un acier inoxydable austénitique et influence sur la passivation

par Li Ma

Thèse de doctorat en Chimie Physique

Sous la direction de Philippe Marcus.

Soutenue le 11-10-2019

à Paris Sciences et Lettres (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....) , en partenariat avec Institut de recherche de chimie Paris (laboratoire) , Physico-Chimie des Surfaces (PCS) (équipe de recherche) , École nationale supérieure de chimie (Paris) (établissement de préparation de la thèse) et de Institut de recherche de chimie Paris (laboratoire) .

Le président du jury était Claire-Marie Pradier.

Le jury était composé de Anne-Sophie Mamede.

Les rapporteurs étaient Bruno Domenichini, Vincent Fournée.

mots clés

• Acier inoxydable
• Oxydation initiale
• Hétérogénéité locale
• Xps
• Stm
• Uhv
• Acier inoxydable
• Morphologie moléculaire

Résumé

Le but de cette recherche est de comprendre le rôle de la résistance à l'amorçage de la corrosion des hétérogénéités chimiques et structurelles créées dans la passivation par les mécanismes d'oxydation/passivation des surfaces d'alliage contenant du Cr. Ceci sera réalisé en utilisant un système UHV permettant la surveillance de la croissance de l'oxyde pendant et après l'exposition à l'oxygène par XPS et STM, et permettant aussi le transfert direct (sans exposition à l'air) à une boîte à gants remplie d'argon équipée d'une cellule électrochimique pour contrôler précisement de l'exposition aux électrolytes aqueux agressifs. Les environnements aqueux corrosifs avec des conditions agressives contrôlées (pH, potentiel électrochimique, concentration en chlorure) peuvent résulter des modifications de surface (chimiques et nanostructurales) qui sont observées par XPS et STM. La croissance du film passif et l'enrichissement en chrome seront analysés in situ par XPS et par STM afin de comprendre l'effet des paramètres d'oxydation sur le comportement local.

mots clés

• Stainless steel
• Initial oxidation
• Local heterogeneity
• Xps
• Stm
• Uhv

Titre traduit

First oxidation steps of austenitic stainless steel and influence on passivation

Résumé

The aim of this research proposal is to understand the role in the corrosion initiation resistance of the chemical and structural heterogeneities created in the passivating oxide by the oxidation/passivation mechanisms of Cr-containing alloy surfaces. This will be achieved using a UHV system enabling XPS and STM monitoring of oxide growth during and after oxygen exposure and direct transfer without air exposure to an argon-filled glove box equipped with an electrochemical cell for precise control of exposure to aggressive aqueous electrolytes. The aqueous corrosive environments in controlled aggressive conditions (pH, electrochemical potential, chloride concentration) can results the surface modifications (chemical and nanostructural) will be analyzed by XPS and STM. Passive film growth and chromium enrichment will be analyzed in situ by XPS and by STM so as to understand the effect of the oxidation parameters on the local behaviour.