Contribution to the study of aluminium and its alloys 2214-T6 and 7050-T74 transformed by micro-arcs oxidation
Contribution à l'étude de l'aluminium et ses alliages 2214-T6 et 7050-T74 transformés par oxydation micro-arcs (OMA)
Résumé
The process of micro-arcs oxidation (OMA), whose principle is based on that of traditional anodization, applies to a group of metals and their alloys (Al, Mg, Ti, Zn, Nb, Ta, Hf, W, Sb, Mo, Bi). The specificity of this process lies in the participation of discharges or micro-arcs (followed by a gaseous emission) in the formation of the coating by conversion of the substrate. The discharges cause the formation of a coating made up of alumina whose properties are considerably different from those of layers obtained by traditional anodization. After a review about traditional anodization and micro-arcs oxidation, this work tackles the characterization of OMA coatings by several techniques: optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectrometry (EDS) and electron probe microscopy analysis (EPMA) with wave-length dispersive spectrometry (WDS), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and microtomography. Each technique of analysis produces complementary results making it possible to look deeper into the understanding of the growth mechanism of the three layers of the coating: porous outer layer, dense inner layer and the so called ?barrier layer? at the coating / substrate interface. An assessment of the coating morphology can be suggested from the appearance of the surface treated in silicate bath. The defects of OMA coating are revealed. Correlations are established between the parameters of treatment (density and frequency of the current, ratio of negative to positive charge quantity applied to the electrode (qn / qp) and duration of the treatment), the nature of the substrate and the coating features (proportions of defects, various types of alumina, thickness of the layers) From these results of characterization, a model of the discharges formation and coating growth is proposed in the case of an aluminium alloy
Le procédé d'oxydation micro-arcs (OMA), dont le principe est basé sur celui de l'anodisation classique, s'applique à un groupe de métaux et leurs alliages (Al, Mg, Ti, Zn, Nb, Ta, Hf, W, Sb, Mo, Bi). La spécificité de ce procédé réside dans la participation de décharges ou micro-arcs (suivie d'un dégagement gazeux) à la formation du revêtement par conversion du substrat. Les réactions physico-chimiques engendrées provoquent la formation d'un revêtement constitué de couches d'alumine dont les propriétés différent considérablement de celles des couches obtenues par anodisation classique. Après une synthèse bibliographique portant sur l'anodisation classique et sur l'oxydation micro-arcs, ce travail de thèse aborde la caractérisation des revêtements OMA entreprise par plusieurs techniques telles que la microscopie optique (MO), la microscopie électronique à balayage (MEB), les analyses chimiques EDX et WDX, la microscopie électronique par transmission (MET), la diffraction des rayons X (DRX) et la microtomographie aux rayons X. Chacune de ces techniques d'analyse apporte des résultats complémentaires permettant d'approfondir la compréhension des mécanismes de croissance des trois couches du revêtement à savoir : couche superficielle très poreuse, couche interne plus dense et une couche dite "couche barrière" à l'interface revêtement / substrat.Une estimation de la morphologie du revêtement est possible à partir de l'aspect de la surface pour des traitements réalisés en milieu silicate. Les différents types de défauts du revêtement OMA sont révélés. Des corrélations sont établies entre les paramètres de traitement (densité et la fréquence du courant, rapport des quantités de charges positives et négatives (qn / qp) et durée du traitement), la nature du substrat et les caractéristiques du revêtement (proportions des défauts, variété d'alumines, épaisseur des couches). A partir de ces résultats de caractérisation, un modèle de formation des décharges et de croissance du revêtement est proposé dans le cas d'un alliage d'aluminium
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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