Optimisation d'un procédé de colmatage des couches anodisées à base de silicates par une étude des mécanismes réactionnels reposant sur l'analyse chimique des surfaces et des interactions élémentaires.

Optimizing a process for clogging anodized layers based on silicates by studying reaction mechanisms : chemical analyses of surfaces and elementary interactions.

• Auteur / Autrice : Céline Mira
• Direction : Jean-Charles Dupin, Joffrey Tardelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 30/05/2024
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Exactes et leurs Applications
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux
• Jury : Président / Présidente : Jolanta Światowska
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Arurault, Delphine Veys-Renaux, Solenne Fleutot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jolanta Światowska, Laurent Arurault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorrosion

Corrosion

Aluminium -- Alliages

Mots clés libres

Colmatage

Reach

Protection anti-Corrosion

Anodisation

Analyse de surface

Alliage d'aluminium

Surface analysis

Clogging

Corrosion protection;

Reach

Anodization

Aluminum alloy

Résumé

Cette thèse fait partie du projet de recherche COCA (« COlmatage des Couches Anodisées ») qui est financé par l'IRT-M2P (Institut de Recherche Technologique Matériaux Métallurgie et Procédés), ainsi que le consortium académique, technologique et industriel, composé par l'IPREM (UMR CNRS 5254), Inéosurf, Safran Aircraft Engines, Safran Tech et Airbus Helicopters. La thématique générale porte sur la substitution du chrome hexavalent dans les procédés d'oxydation anodique et de colmatage, dans le cadre de législation européenne REACh (« Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals »). Ces travaux de recherche visent à mieux comprendre les mécanismes de colmatage des couches anodiques sur des systèmes d'aluminium 2618A-T851 et à établir une relation entre les environnements chimiques présents et les performances de tenue à la corrosion des systèmes étudiés. Ces systèmes, sont issus d'une nouvelle gamme de traitement spécifique, au sein de Safran Aircraft Engines, comportant quatre étapes : l'oxydation anodique sulfurique, l'imprégnation Cr(III)/Zr(IV), la post-imprégnation aux sels de lanthane/peroxyde d'hydrogène et le colmatage aux silicates de sodium. Les performances recherchées concernent la tenue à la corrosion, mais également la résistance à l'oxydation anodique dure. Le support analytique de ce travail est essentiellement développé autour de la spectroscopie photoélectronique à rayonnement X (XPS) afin d'établir les mécanismes d'interaction entre les espèces chimiques au sein même du revêtement. L'évaluation de la tenue à la corrosion est effectuée par la mise en œuvre de tests au brouillard salin neutre, selon la norme ISO 9227.

This thesis is part of a research project “COCA” for “COlmatage des Couches Anodisées”, funded by the IRT-M2P and the academic, technological and industrial consortium comprising IPREM (UMR CNRS 5254), IRT-M2P Inéosurf, Safran Aircraft Engines, Safran Tech and Airbus Helicopters. The main topic is the substitution of hexavalent chromium, within the framework of REACh (“Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals”) legislation. The aim of the research is to gain a better understanding of anodic layer clogging mechanisms on 2618A-T851 aluminum systems, and to establish a relationship between the chemical environments present and the corrosion resistance performance of the systems studied. These systems, are the result of a new range of specific treatments within Safran Aircraft Engines, comprising four stages: sulfuric anodic oxidation, Cr(III)/Zr(IV) impregnation, post-impregnation with lanthanum salts/hydrogen peroxide and sodium silicate sealing. The desired performances concern corrosion resistance, but also resistance to hard anodic oxidation. The analytical support for this work is essentially based on X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), in order to establish the interaction mechanisms between chemical species within the coating itself. Corrosion resistance is assessed using neutral salt spray tests, in accordance with ISO 9227.