Comportement vis-à-vis de la corrosion à haute température de métaux (Ti, TA6V) revêtus d'aluminiure de titane

Au cours de ce travail, des revêtements intermétalliques TiAlx (x=1,2,3) ont été élaborés sur des substrats à base titane : le titane pur et l alliage commercial, TA6V. L objectif était de réaliser des revêtements d aluminiure en surface et d étudier le comportement des matériaux revêtus vis-à-vis de l oxydation à haute température sous air, sous air enrichi en vapeur d eau et en présence de soufre. Les matériaux revêtus ont été testés à trois températures : 700C, 800C et 900C. Les revêtements ont été réalisés à 1000C par la méthode de cémentation en caisse. Les revêtements réalisés par ce procédé sont toujours adhérents au substrat. Pendant la réaction d oxydation, l existence d un processus de rétrodiffusion de l aluminium modifie la nature des phases et l organisation du revêtement. Les phases TiAl et TiAl2 ne sont pas suffisamment riches en aluminium pour promouvoir la formation d une couche d alumine protectrice quelle que soit la température d oxydation. Lorsque ce sont ces phases qui sont à la surface du revêtement, on assiste toujours à la formation d une couche superficielle de rutile TiO2. Quand elle constitue la sous-couche externe du revêtement, la phase TiAl3 est assez riche en aluminium pour former une couche d alumine -Al2O3 couvrante, compacte et protectrice.During this study, intermetallic coatings TiAlx (x=1,2,3) were performed on titanium substrates: pure titanium and the commercial alloy, TA6V. The aim of this study was to elaborate aluminiure coatings on the surface and characterize the behaviour of these coated materials in oxidation at high temperature under air laboratory, under air enriched with water vapour and with sulfur. The coated materials were tested at three temperatures: 700C, 800C and 900C. The coatings were realized at 1000C by the pack-cementation process. The coatings realized are always adherent to the substrate. During oxidation the retrodiffusion of aluminium changes the nature of the phases and the organisation of the coating. TiAl and TiAl2 phases are not enough rich in aluminium to promote the formation of a protective alumina layer, whatever the temperature. When these phases are present on the surface of the coating, we always observe the formation of a TiO2 rutile top layer. When TiAl3 is the external sub-layer of the coating, this phase is rich enough in aluminium to form an -Al2O3 alumina layer, which is covering, compact and protective.DIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Étude cinétique et morphologique de la sulfuration du chlorure cuivreux mono et polycristallin par le sulfure d’hydrogène

L’étude de la sulfuration de différents échantillons de chlorure cuivreux mono et polycristallin par le sulfure d’hydrogène permet d’établir que le rôle des mécanismes mis en jeu varie en fonction des conditions de température de réaction, de pureté chimique de l’échantillon et de prétraitement de ceux-ci. On met en évidence la formation d’un front continu de réaction qui progresse à vitesse constante en conservant la géométrie de l’échantillon initial. Les principales étapes identifiables sont la réaction interfaciale et les processus de sorption à l’interface

Données cristallographiques du sulfate de vanadium III anhydre

Perret René, Thrierr Aline, Larpin Jean-Pierre. Données cristallographiques du sulfate de vanadium III anhydre. In: Bulletin de la Société française de Minéralogie et de Cristallographie, volume 94, 5-6, 1971. pp. 558-560

Comportement mécano-chimique du nickel vis à vis de l'oxygène à haute température (aspects expérimentaux et prévisionnels)

DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Traitements de surface de matériaux métalliques par cémentation en caisse (étude de la réactivité à haute température)

L'augmentation des températures de travail nécessite le développement de procédés et de matériaux pouvant résister aux atmosphères agressives à haute température. Pour les températures très élevées, les meilleurs matériaux sont les aluminiures intermétalliques. Néanmoins, leurs faibles propriétés mécaniques à basse température en limitent l'usage. Un moyen pour pallier cette lacune en conservant leurs propriétés à haute température, repose sur l'application de traitements de surface. Il s'agissait donc, dans cette étude d'établir par traitement de surface (cémentation en caisse) des composés intermétalliques à la surface d'aciers inoxydables. Certains sont également " dopés " à l'oxyde d'yttrium introduit par M.O.C.V.D. L'étude du comportement à l'oxydation à haute température des matériaux ainsi élaborés a ensuite été abordée par une analyse des cinétiques d'oxydation en régime isotherme, puis en condition de cyclage thermique. Le rôle de l'élément réactif a également été étudié.Industrial applications need the development of materials which can resist in aggressive atmospheres at elevated temperatures. Aluminide compounds are the most effective materials at very high temperatures. Nevertheless, these alloys exhibit limited room temperature mechanical properties, which can be improved by the application of a surface treatment. As a consequence, this work is aimed at the elaboration of aluminide compounds by modification of stainless steel surface using a pack cementation process. Some of these materials are also doped with yttrium oxide which is introduced by metal organic chemical vapour deposition (MOCVD). The high temperature oxidation behaviour of the as aluminised alloys has been studied by submitting the materials to isothermal and cyclic oxidation tests. The role of the reactive element has also been analysed.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Etude de l'adhérence de revêtements d'oxydes sur des substrats métalliques par activation laser

DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

High-temperature-oxidation behavior of iron-aluminide diffusion coatings

International audienceAluminide diffusion coatings were oxidized in air under atmospheric pressure under isothermal and cyclic conditions. The high-temperature efficiency of the pack-aluminized alloys was tested by comparing their oxidation behavior in the temperature range 800-1080 degrees C. The k(p) values deduced from the parabolic plots of weight-gain curves showed that alpha-Al2O3 composed the major phase of the oxide scale on samples oxidized at T > 1000 degrees C. For lower temperatures, transient-alumina phases were observed. The aluminide materials also exhibited excellent resistance to cyclic oxidation at 1000 degrees C. The second aim of this study was to dope the aluminide compounds obtained by a pack-cementation process with yttria, which was introduced by metal-organic chemical-vapor deposition (MOCVD). The beneficial effect of the reactive-element-oxide coating is strongly dependent on its mode of introduction, since the oxidation resistance is drastically increased when the Y2O3 coating was applied prior to the aluminization process. When applied after the aluminization, the reactive element gave negative effects on the high-temperature oxidation behavior of the iron aluminides. The oxide morphologies, X-ray diffraction patterns and two-stage experiments helped to understand the oxide-scale-growth mechanisms

Adaptation d'un spectromètre d'émission optique à décharge luminescente radiofréquence (RF-GD-OES) pour l'analyse des éléments légers (carbone, azote, oxygène et hydrogène) dans les solides (intégration en boîtes à gants pour l'analyse des matériaux nucléaires)

L'objet de ce travail est l'utilisation d'un spectromètre d'émission optique à décharge luminescente radiofréquence pour l'analyse quantitative des éléments carbone, azote, oxygène et hydrogène à faible concentration (de l'ordre de la ppm massique) dans les matériaux nucléaires. Dans cette étude, et avant de contaminer le système, les essais sont réalisés sur des matrices non radioactives (acier, fer pur, cuivre et titane). L'appareil initialement à notre disposition n'étant pas capable de délivrer une puissance RF assurant une décharge reproductible et n'étant pas adapté à l'analyse des éléments légers, nous avons dû : 1) modifier le système de puissance, 2) améliorer les systèmes de contrôle des atmosphères gazeuses pour obtenir des signaux analytiques ne provenant que de l'échantillon,3) tester trois lampes à décharge et comparer leurs performances,4) optimiser le système optique de collecte de lumière. Les modifications apportées ont amélioré les stabilités et les intensités des signaux ce qui a permis d'abaisser les limites de détection (d'un facteur 1000 pour le carbone). Ces dernières sont dans les fers purs de l'ordre de la ppm pour le carbone et de quelques dizaines de ppm pour l'azote et l'oxygène. Pour remédier au manque d'étalons certifiés en éléments légers à faible concentration, l'existence d'une "fonction de transfert analytique" entre les droites d'étalonnage obtenues avec des matériaux de vitesses de pulvérisation très différentes a été vérifiée. La transposition à d'autres matériaux de ce type de fonction reste à vérifier. Quant à l'hydrogène, aucun matériau de référence utilisable avec notre technique n'étant disponible, des matériaux certifiés en deutérium (pris comme "fantôme" de l'hydrogène) ont été utilisés pour montrer la faisabilité de l'analyse de l'hydrogène. Enfin, les résultats obtenus par simulation d'une décharge RF montrent la possibilité d'améliorer les performances de la source et l'importance de l'adéquation du système optique à la décharge.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Instability and bistability during the growth of a corrosion scale on metals and alloys

This paper summarizes the main results for the interpretation of the self organized corrosion scales observed in oxidation or sulfidation of some metals or alloys. It consists also of a reconsideration of the classical theoretical concepts used in Reactivity of Solids. It proposes new theoretical tools that have been fruitfully utilized in other topics : non linear and coupled processes, stability analysis and bifurcation theory. Some examples are developed, where the corrosion kinetics at high temperature are interpreted in term of chemical bistable system able to oscillate spontaneously and mechanochemical couplings are also taken into account. In according with experimental results, all these examples show that the uniform steady state can become unstable by bifurcation and can lead to the growth of stratified corrosion scales

Water vapor effect on high-temperature oxidation behavior of Fe3Al intermetallics

Fe3Al intermetallics (Fe3Al, Fe3Al-Zr, Fe3Al-Zr,Mo and Fe3Al-Zr,Mo,Nb) were oxidized at 950 °C in dry and humid (11 vol% water) synthetic air. Thermogravimetric measurements showed that the oxidation rates of the tested intermetallics were lower in humid air than in dry air (especially for Fe3Al-Zr,Mo and Fe3Al-Zr,Mo,Nb). The addition of small amounts of Zr, Mo or Nb improved the kinetics compared with that of the undoped Fe3Al. Fe3Al showed massive spallation, whereas Fe3Al-Zr, Fe3Al-Zr,Mo and Fe3Al-Zr,Mo,Nb produced a flat, adherent oxide layer. The rapid transformation of transient alumina into alpha alumina may explain the decrease in the oxidation rate in humid air