Magnétoélectrodéposition des revêtements d'alliage zinc-manganèse. Caractérisations et propriétés.

Magnetoelctrodeposition of zinc-manganese alloy coatings. Characterizations and properties.

• Auteur / Autrice : Lamia Allam
• Direction : Jean-Paul Chopart, Florica Lazar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux, Surfaces et Interfaces
• Date : Soutenance le 22/09/2021
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques Physique Sciences du Numérique et de l'Ingénieur (Reims ; 2018-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Matériaux et Ingénierie Mécanique (MATIM) (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Nacer Zazi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Chopart, Florica Lazar, Sabiha Chouchane, Jean-Luc Bubendorff, Baya Benfedda
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sabiha Chouchane, Jean-Luc Bubendorff

Mots clés

Mots clés contrôlés

Manganèse -- Alliages

Zinc -- Alliages

Dépôt électrolytique

Mécanosynthèse

Mots clés libres

Alliages Zn-Mn

Magnétoélectrochimie

Electrodéposition

Corrosion

Diffraction de rayons X

Zn-Mn alloys

Magnetoelctrochemistry

Electrodeposition

Corrosion

X ray diffraction

Résumé

Les revêtements d’alliage zinc-manganèse ont été électrodéposés en utilisant un bain sulfate en présence d’un champ magnétique d’intensité maximale égal à 1 T surimposé parallèlement à la surface de l’électrode horizontale dirigée vers le haut. Les effets du ratio de concentration [Zn2+]/[Mn2+], du potentiel imposé, de l’amplitude du champ magnétique et du temps de déposition sur les caractéristiques structurales, morphologiques et de compositions chimiques des dépôts ont été étudiés par diffraction de rayons X, microscopie électronique à balayage couplée à la spectroscopie de rayons X à dispersion énergie. L’électrodéposition des alliages est réalisée à potentiel constant et suivie par chronoampérométrie. Les dépôts obtenus sont constitués d’un mélange avec différentes proportions de deux phases : solution solide η et phase intermétallique MnZn3, proportions dépendantes du ratio de concentration et du potentiel imposé. La surimposition du champ magnétique par convection magnétohydrodynamique favorise la diffusion des espèces zinc et manganèse, modifie le processus de l’électrodéposition des alliages et leurs propriétés physico-chimiques. Les comportements en corrosion d’alliages obtenus sans champ magnétique ou avec un champ d’amplitude 0,3 T ont été analysés en solution NaCl 3,5 % par suivi chronopotentiométrique du potentiel de corrosion, par spectroscopie d’impédance électrochimique et analyses physico-chimiques (DRX, MEB-EDS). L’analyse des différents résultats montrent que la tenue à la corrosion de ces revêtements dépend de la composition et de la structure du dépôt mais également du mode d’élaboration de l’alliage, en particulier de l’intensité du champ magnétique utilisé pour l’élaboration de dépôts ayant la même composition et la même structure.

The zinc-manganese alloy coatings have been electrodeposited using a sulfate bath in the presence of a magnetic field up to 1T superimposed in a parallel direction to the surface of the horizontal electrode facing upwards. The effects of the [Zn2+] / [Mn2+] concentration ratio, the applied potential, the magnetic field amplitude and the deposition time on the structural, the morphological and the chemical composition characteristics of the deposits have been studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy. The electrodeposition of alloys have been realized using chronoamprometric with constant potential. The obtained deposits consist of a mixture with different proportions of two phases: solid solution η and intermetallic phase MnZn3, which depend on the concentration ratio and the applied potential. The magnetohydrodynamic convection due to the magnetic field superimposition promotes the diffusion of zinc and manganese species, modifies the process of alloys electrodeposition and the physicochemical properties of the deposits. The corrosion behavior of specific alloys obtained without and with superimposition of the magnetic field amplitude of 0.3 T has been analyzed in 3.5% NaCl solution by measuring chrnopotentiometry of the corrosion potential, by electrochemical impedance spectroscopy and physicochemical analyses (XRD, SEM-EDX). The different results show that the corrosion resistance of these coatings depend on the composition and structure of the deposit but in particular on the magnetic field amplitude used during the deposition process for same alloys that have the same composition and the same structure.