Relations entre cinétiques de croissance des couches d'oxyde et leurs microstructures lors de l'oxydation à haute température du nickel de haute pureté PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Relations entre cinétiques de croissance des couches d'oxyde et leurs microstructures lors de l'oxydation à haute température du nickel de haute pureté PDF full book. Access full book title Relations entre cinétiques de croissance des couches d'oxyde et leurs microstructures lors de l'oxydation à haute température du nickel de haute pureté by Raphaëlle Peraldi. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Raphaëlle Peraldi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 414
Get Book Here
Book Description
LA CARACTERISATION SYSTEMATIQUE DES CINETIQUES DE CROISSANCE ET DES MICROSTRUCTURES DES COUCHES DANS LE CAS DE L'OXYDATION DU NICKEL, EST FAITE, DANS UN LARGE DOMAINE DE TEMPERATURE (450-1200\C) ET POUR DES EPAISSEURS MOYENNES DE COUCHES COMPRISES ENTRE 0.5 ET 70 M. LA PREPARATION DE SURFACE DU NICKEL POLYCRISTALLIN DE HAUTE PURETE (POLISSAGE MECANIQUE ET RECUIT REDUCTEUR) PERMET D'OBTENIR UNE TRES BONNE REPRODUCTIBILITE. LES CINETIQUES D'OXYDATION SONT PUREMENT PARABOLIQUES AUX TEMPERATURES SUPERIEURES A 1000\C, ET PARABOLIQUES PUIS CUBIQUES A 800 ET 700\C QUAND L'EPAISSEUR DE LA COUCHE D'OXYDE AUGMENTE. TROIS MORPHOLOGIES DE SURFACE SONT DETAILLEES : LES GRAINS FACETTES, LES CELLULES ET LES PLAQUETTES ; ET TROIS MICROSTRUCTURES INTERNES SONT DISTINGUEES : SIMPLEX COMPACTE, SIMPLEX POREUSE ET DUPLEX. L'EFFET DE L'ORIENTATION DU SUBSTRAT SUR LES MICROSTRUCTURES DES COUCHES EST IMPORTANT. L'EFFET D'UNE MODIFICATION DE LA PREPARATION DE SURFACE SUR LES MICROSTRUCTURES ET CINETIQUES DE CROISSANCE DES COUCHES D'OXYDE EST ETUDIE. DES OXYDATIONS MULTI-TEMPERATURES PERMETTENT DE MONTRER QU'A 1100\C, LA CROISSANCE EST PUREMENT CATIONIQUE, ALORS QU'A 700\C, LA CROISSANCE DE L'OXYDE SE FAIT CONJOINTEMENT AUX INTERFACES INTERNE ET EXTERNE DE LA COUCHE. LES MODELES CINETIQUES D'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE NE PRENANT PAS EN COMPTE LA CROISSANCE DE LA COUCHE INTERNE DE LA MICROSTRUCTURE DUPLEX ET L'EFFET DE L'ORIENTATION DU SUBSTRAT SUR LES COUCHES D'OXYDE SONT INSUFFISANTS. DANS LE MODELE DE CROISSANCE DES COUCHES D'OXYDE PROPOSE, L'EFFET DE LA DIFFUSION AUX JOINTS DE GRAINS, ET EN SURFACE, MEME POUR LES PLUS HAUTES TEMPERATURES, EST DISCUTE. EN OUTRE, LE TRANSPORT GAZEUX DE L'OXYGENE A TRAVERS PARTIE OU TOTALITE DE LA COUCHE, LES REACTIONS AUX INTERFACES, ET DONC, LES QUANTITES DE LACUNES INJECTEES ET ANNIHILEES DOIVENT ETRE PRISES EN COMPTE POUR EXPLIQUER LA FORMATION DE LA COUCHE INTERNE DE LA MICROSTRUCTURE DUPLEX.
Author: Raphaëlle Peraldi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 414
Get Book Here
Book Description
LA CARACTERISATION SYSTEMATIQUE DES CINETIQUES DE CROISSANCE ET DES MICROSTRUCTURES DES COUCHES DANS LE CAS DE L'OXYDATION DU NICKEL, EST FAITE, DANS UN LARGE DOMAINE DE TEMPERATURE (450-1200\C) ET POUR DES EPAISSEURS MOYENNES DE COUCHES COMPRISES ENTRE 0.5 ET 70 M. LA PREPARATION DE SURFACE DU NICKEL POLYCRISTALLIN DE HAUTE PURETE (POLISSAGE MECANIQUE ET RECUIT REDUCTEUR) PERMET D'OBTENIR UNE TRES BONNE REPRODUCTIBILITE. LES CINETIQUES D'OXYDATION SONT PUREMENT PARABOLIQUES AUX TEMPERATURES SUPERIEURES A 1000\C, ET PARABOLIQUES PUIS CUBIQUES A 800 ET 700\C QUAND L'EPAISSEUR DE LA COUCHE D'OXYDE AUGMENTE. TROIS MORPHOLOGIES DE SURFACE SONT DETAILLEES : LES GRAINS FACETTES, LES CELLULES ET LES PLAQUETTES ; ET TROIS MICROSTRUCTURES INTERNES SONT DISTINGUEES : SIMPLEX COMPACTE, SIMPLEX POREUSE ET DUPLEX. L'EFFET DE L'ORIENTATION DU SUBSTRAT SUR LES MICROSTRUCTURES DES COUCHES EST IMPORTANT. L'EFFET D'UNE MODIFICATION DE LA PREPARATION DE SURFACE SUR LES MICROSTRUCTURES ET CINETIQUES DE CROISSANCE DES COUCHES D'OXYDE EST ETUDIE. DES OXYDATIONS MULTI-TEMPERATURES PERMETTENT DE MONTRER QU'A 1100\C, LA CROISSANCE EST PUREMENT CATIONIQUE, ALORS QU'A 700\C, LA CROISSANCE DE L'OXYDE SE FAIT CONJOINTEMENT AUX INTERFACES INTERNE ET EXTERNE DE LA COUCHE. LES MODELES CINETIQUES D'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE NE PRENANT PAS EN COMPTE LA CROISSANCE DE LA COUCHE INTERNE DE LA MICROSTRUCTURE DUPLEX ET L'EFFET DE L'ORIENTATION DU SUBSTRAT SUR LES COUCHES D'OXYDE SONT INSUFFISANTS. DANS LE MODELE DE CROISSANCE DES COUCHES D'OXYDE PROPOSE, L'EFFET DE LA DIFFUSION AUX JOINTS DE GRAINS, ET EN SURFACE, MEME POUR LES PLUS HAUTES TEMPERATURES, EST DISCUTE. EN OUTRE, LE TRANSPORT GAZEUX DE L'OXYGENE A TRAVERS PARTIE OU TOTALITE DE LA COUCHE, LES REACTIONS AUX INTERFACES, ET DONC, LES QUANTITES DE LACUNES INJECTEES ET ANNIHILEES DOIVENT ETRE PRISES EN COMPTE POUR EXPLIQUER LA FORMATION DE LA COUCHE INTERNE DE LA MICROSTRUCTURE DUPLEX.
Author: Léa Bataillou (docteur en sciences des matériaux).)
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Il est important pour l'industrie nucléaire de mener des études amont pour mieux appréhender les phénomènes en lien avec la corrosion des alliages chromino-formeurs. Cette étude a pour objectif de mieux comprendre les paramètres influant sur les mécanismes et la cinétique de croissance des couches de chromine formées par oxydation à haute température. Ce travail s'articule en deux parties complémentaires : une partie de modélisation qui est focalisée sur les aspects cinétiques, et une partie expérimentale axée sur la compréhension des mécanismes de croissance de la chromine. La partie modélisation a pour objectif de prendre en compte l'effet des courts-circuits de diffusion dans la description des cinétiques de croissance de la chromine. Le but est d'évaluer quantitativement comment une diffusion mixte par le volume et les joints de grains peut influencer la cinétique de croissance d'une couche d'oxyde dont la microstructure évolue avec le temps. Ce travail a été réalisé à l'aide de modèles analytiques et grâce à de nouveaux développements d'un modèle numérique existant (EKINOX). Plusieurs lois de croissance de grains ont été étudiées (croissance parabolique, croissance cubique et prise en compte de l'existence d'un gradient de taille de grains dans la couche d'oxyde). Une étude paramétrique a été réalisée pour étudier l'influence de la vitesse de croissance des grains sur la cinétique de croissance de la couche de chromine. Ces simulations ont permis d'évaluer la déviation de lacinétique d'oxydation par rapport à la loi parabolique simple suivant la vitesse de croissance des grains d'oxyde, choisie comme donnée d'entrée du modèle. Ces calculs permettent également d'évaluer les ordres de grandeurs de la durée du régime transitoire durant lequel l'évolution de la taille de grains de l'oxyde influence la cinétique d'oxydation de façon significative. Les cinétiques d'oxydation calculées pour les différents cas étudiés ont été extrapolées à l'aide des méthodes classiquement utilisées dans le domaine de l'oxydation à haute température : la méthode « log-log» et la méthode dite du « kp local ». La comparaison des extrapolations et des solutions exactes permet de proposer des « bonnes pratiques » à adopter pour interpréter les cinétiques d'oxydation expérimentales. Dans la partie expérimentale de ce travail, des essais d'oxydation d'un alliage modèle Ni-30Cr à 700°C sous atmosphère d'argon technique (10-5 atm de O2) ont été réalisés en thermobalance pour des durées allant de 30 minutes à 50 heures. La couche de chromine formée à l'issue de ces essais a été finement caractérisée afin de déterminer le mécanisme d'oxydation ainsi que l'étape cinétiquement limitante. Dans les conditions de l'étude, la couche d'oxyde formée a été identifiée comme étant de la chromine de structure corindon dont les grains adoptent une orientation préférentielle de croissance 0001. La cinétique d'oxydation suit une loi parabolique au terme d'un régime transitoire de 3 h environ. La valeur de la constante cinétique parabolique kp a été évaluée pendant le régime stationnaire et est égale à 10-15 cm2 s-1. Des expériences d'oxydation séquencée et de marqueurs ont également été réalisées. Elles ont permis de mettre en évidence une croissance anionique de la couche de chromine. La croissance de l'oxyde apparait, selon les essais de marquage isotopique dans 18O2, contrôlée par la diffusion de l'oxygène par les joints de grains et le volume de l'oxyde. Les analyses complémentaires des couches d'oxyde, par photoélectrochimie, suggèrent que le défaut majoritaire permettant cette diffusion est la lacune d'oxygène. Enfin, la morphologie de la couche d'oxyde indique une croissance plus rapide de la couche au niveau des joints de grains de métal.
Author: Thomas Perez
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Les alliages réfractaires à base de nickel et de chrome sont parmi les plus utilisés à haute température en atmosphère oxydante sur le domaine de température de 700 à 1100°C. Ils sont généralement capables de développer des couches à base de chromine dont la vitesse de croissance est suffisamment lente pour limiter cinétiquement la dégradation des pièces. L'addition d'éléments d'alliage peut modifier considérablement leur comportement en oxydation et/ou leurs propriétés mécaniques. Si des relations entre la composition, la microstructure et la cinétique d'oxydation sont aujourd'hui connues, l'évaluation du comportement en oxydation des nouvelles nuances industrielles demeure systématique car le rôle des différentes additions et leur synergie éventuelle sont mal compris. Aussi, cette thèse vise à affiner la compréhension des relations existant entre la composition chimique et la réactivité chimique des matériaux métalliques en milieu oxydant dans le but de contribuer au design d'alliages aux propriétés en oxydation optimisées. Pour cela, ce travail repose sur l'étude du comportement d'alliages modèles, simplifiés par rapport à ceux proposés aujourd'hui par l'industrie. Ils sont traités en atmosphères oxydantes, puis caractérisés à l'aide des techniques actuellement disponibles (EBSD, SEM-FIB, MET-HR) de façon à évaluer les mécanismes d'oxydation et le rôle des éléments manganèse et silicium présents dans ces alliages en quantités mineures (~ 1% massique). Les premiers stades de l'oxydation des alliages modèles au manganèse ont été suivi in-situ en MEB environnemental (Collaboration ICSN de Marcoule) et ont permis d'observer que le spinelle Mn1+xCr2-xO4 est l'oxyde se formant le plus tôt à 1050°C quelle que soit la teneur en Mn dans l'alliage. Ces ajouts à un alliage de référence Ni-25Cr (% massique) conduisent d'une part à une augmentation de la vitesse d'oxydation et d'autre part à une diminution de la vitesse de volatilisation de l'oxyde de chrome suite à la formation d'une couche continue de spinelle à l'interface oxyde/gaz. A l'opposé, l'ajout de silicium diminue d'un facteur cinq la constante parabolique d'oxydation, suite à la formation de silice aux joints de grains de la couche de chromine. L'ajout à la fois de manganèse et de silicium conduit à des vitesses d'oxydation, en condition isotherme, similaires à celle de l'alliage de référence. Par contre, la durée de vie de tels alliages est considérablement augmentée en condition cyclique d'utilisation. La connaissance du sens de croissance des couches d'oxyde et de leur type de semi-conductivité, par le biais de mesures photo-électrochimiques réalisées en collaboration avec le laboratoire SIMaP de Grenoble, a permis d'identifier les défauts ponctuels majoritaires au sein des couches d'oxyde étudiées. Les mécanismes diffusionnels à l'œuvre lors de la croissance des oxydes ont ainsi pu être caractérisés.
Author: Juan José Gonzalez Bajanchi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 228
Get Book Here
Book Description
ACTUELLEMENT, LES ALLIAGES RESISTANT A L'OXYDATION A HAUTE TEMPERATURE SONT PROTEGES CONTRE L'OXYDATION PAR LA FORMATION DE COUCHES D'OXYDE CR#2O#3 OU AL#2O#3. L'ADDITION D'ELEMENTS TELS QUE Y, CE, HF DITS ELEMENTS ACTIFS CAR ILS FORMENT DES OXYDES TRES STABLES AMELIORANT LA RESISTANCE A L'OXYDATION DE CES ALLIAGES. LE BUT DU TRAVAIL EFFECTUE ETAIT DE RECHERCHER, POUR LA CROISSANCE DE L'OXYDE NIO, DES ELEMENTS AYANT UNE ACTION SEMBLABLE A CELLE DES ELEMENTS ACTIFS POUR LES COUCHES DE CR#2O#3. SUR LA BASE DES MODELES DEVELOPPES PAR PIERAGGI ET RAPP, LES ELEMENTS ALCALINO-TERREUX ONT ETE CHOISIS CAR ILS FORMENT DES OXYDES THERMODYNAMIQUEMENT TRES STABLES ET PEU SOLUBLES DANS L'OXYDE NIO. LA PARTIE EXPERIMENTALE DU TRAVAIL COMPREND L'ETUDE DE L'OXYDATION DU NICKEL, DU NICKEL REVETU D'UN DEPOT DE NITRATE ALCALINO-TERREUX ET DE NICKEL PASSIVE DANS DES SOLUTIONS DE NITRATE ALCALINO-TERREUX. L'ETUDE DE L'OXYDATION DU NICKEL PUR A PERMIS D'INFIRMER LE MODELE D'ATKINSON BASE SUR LA DIFFUSION INTERGRANULAIRE ET DE MONTRER QUE L'INTERFACE NI-NIO SE DEPLACE AU COURS DE LA CROISSANCE DE NIO, BIEN QUE LA CROISSANCE DE CET OXYDE SOIT CONTROLEE PAR LA DIFFUSION CATIONIQUE. LES DEPOTS DE NITRATE DE CA OU SR SE DECOMPOSENT EN OXYDE CAO OU SRO A PARTIR DE 600C ENVIRON. LES VITESSES D'OXYDATION SONT DIMINUEES D'UN FACTEUR PARFOIS EGAL A 10 ET LA MORPHOLOGIE DES COUCHES D'OXYDE EST MODIFIEE. LES TRAITEMENTS DE PASSIVATION PAR LES SOLUTIONS DE NITRATE ONT UNE ACTION ENCORE PLUS IMPORTANTE. LES CONSTANTES PARABOLIQUES DE VITESSE POUVANT ETRE DEUX ORDRES DE GRANDEUR PLUS FAIBLES QUE DANS LE CAS DU NICKEL NON TRAITE. LES CARACTERISATIONS STRUCTURALES DES COUCHES D'OXYDE ET L'ANALYSE DES CINETIQUES MONTRENT QUE, CONFORMEMENT AU MODELE DE PIERAGGI ET RAPP, L'EFFET DES ALCALINO-TERREUX SUR L'OXYDATION DU NICKEL EST LIEE A LEUR SEGREGATION A L'INTERFACE METAL-OXYDE
Author: Ahmed Errkik
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
L'oxydation du nickel dans l'air sec et humide a été étudiée entre 850 et 1000c. Les résultats de l'étude cinétique montrent clairement deux stades : une première étape très rapide de formation de la couche, où le taux d'humidité intervient ; une seconde étape, parabolique, pour laquelle la vitesse ne dépend ni de la teneur en eau de l'atmosphère, ni de l'épaisseur initiale du métal. Les tests montrent qu'une augmentation de l'humidité dans l'atmosphère produit une croissance du gain de masse, qui passe par un maximum puis décroit ensuite. Pour le taux les plus élevés et les températures les plus faibles, une couche superficielle de couleur vert-clair est observée. Sa structure, étudiée par microscopie électronique à transmission, est celle de nio. D'une manière générale, l'ajout d'eau dans l'atmosphère ne perturbe ni la texture, ni la structure de l'oxyde : seule la morphologie superficielle est affectée.
Author: Marie-Rose De Nicola
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 180
Get Book Here
Book Description
BIEN QUE L'ON SACHE DEPUIS LONGTEMPS QUE DES TRACES DE VAPEUR D'EAU PEUVENT MODIFIER LARGEMENT LA CINETIQUE D'OXYDATION DES METAUX, TRES PEU D'ETUDES SYSTEMATIQUES ONT ETE EFFECTUEES. NOUS EXAMINONS DANS CE TRAVAIL LES CAS DU TANTALE, DU TITANE ET DU NICKEL. CES TROIS METAUX ONT ETE CHOISIS PARCE QU'ILS REPRESENTENT ASSEZ BIEN LES DIFFERENTS TYPES DE LOIS CINETIQUES. POUR CHAQUE METAL, UNE ETUDE COMPARATIVE DE L'OXYDATION PAR L'OXYGENE, PAR LA VAPEUR D'EAU ET PAR DES MELANGES OXYGENE-VAPEUR D'EAU A ETE EFFECTUEE. PARALLELEMENT A L'ETUDE CINETIQUE, LES PRODUITS DE REACTION ONT ETE CARACTERISES PAR DIFFERENTES TECHNIQUES. IL APPARAIT QUE LES METAUX CHOISIS A PRIORI, COUVRENT BIEN LES DEUX GRANDS MODES D'INTERVENTION DE LA VAPEUR D'EAU SUR L'OXYDATION: SOIT PAR UNE ACTION SE MANIFESTANT PAR UNE INHIBITION CINETIQUE. C'EST CE QUI A ETE OBSERVE DANS LE CAS DU TANTALE OU L'OXYDE FORME NE SEMBLE PAS ETRE MODIFIE PAR LA PRESENCE DE VAPEUR D'EAU; SOIT PAR UNE ACTION INDUITE SUR LES PROPRIETES DE TRANSPORT DE L'OXYDE FORME, QUI PEUT SE TRADUIRE PAR UNE INHIBITION OU UNE EXACERBATION CINETIQUE. C'EST CE QUI A ETE OBSERVE DANS LE CAS DU TITANE. DES MODIFICATIONS MORPHOLOGIQUES DE LA COUCHE D'OXYDE SONT ALORS MISES EN EVIDENCE. POUR LE NICKEL, LES DEUX TYPES D'ACTION PEUVENT ETRE ENVISAGES
Author: Raphaël Rolland
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Ce travail s'inscrit dans un cadre de recherche qui a pour objectif essentiel l'étude de l'influence de la vapeur d'eau sur l'oxydation à haute température d'un alliage formeur de Cr2O3 à base de nickel. L'alliage étudié pour cette étude est le SY 625. L'originalité de cette étude repose sur l'utilisation d'un montage expérimental, mis en oeuvre au laboratoire. Ce montage appelé « montage vapeur d'eau » permet de réaliser l'oxydation du SY 625 à haute température (900-1100°C) en présence de vapeur d'eau (7,5 et 33% de vapeur d'eau) avec différents gaz vecteurs (oxygène, air, argon et azote) en conditions isotherme ou cyclique. Les résultats cinétiques obtenus sous air, ne montrent pas de différences notables que l'oxydation soit réalisée en conditions sèche ou humide (quelque soit le taux de vapeur d'eau). Les résultats n'ont pas montré de breakaway pour les durées d'oxydation allant jusqu'à 48 heures. Ceci est attribué au fait qu'il n'y a pas formation d'oxydes de fer sachant que l'alliage contient seulement 0,23% en masse de fer. Les résultats de DRX montrent la formation des mêmes phases quel-que-soit le gaz vecteur utilisé (en atmosphère sèche ou humide). A 900 et 1000°C, l'oxyde Cr2O3 est détecté ainsi que deux composés intermétalliques : Ni3Mo et NbNi4. En revanche à 1100°C, l'oxyde Cr2O3 est toujours présent mais les composés intermétalliques sont oxydés pour donner un oxyde mixte CrNbO4. L'oxydation du molybdène au dessus de 1000°C conduit à la formation de MoO3 qui est un oxyde volatil. Les analyses morphologiques, ont montré la présence de couches de chromine plus plastiques avec une porosité répartie sur toute l'épaisseur de la couche pour les essais réalisés en présence de vapeur d'eau. Les couches d'oxyde sont alors plus adhérentes. Ceci a été confirmé par des essais d'oxydation en conditions cycliques, qui ont montré notamment à 1100°C, une meilleure tenue mécanique de la couche d'oxyde en présence de vapeur d'eau. Les tests d'oxydation en présence d'un marquage à l'or a aussi permis de mettre en évidence un mécanisme d'oxydation mixte pour les oxydations réalisées en atmosphères riche en oxygène que l'on soit sous atmosphère sèche ou humide. En revanche, le marquage à l'or a montré la présence d'un mécanisme d'oxydation interne pour les atmosphères pauvres en oxygène, avec des couches d'oxydes présentant une adhérence parfaite. Le fait d'ajouter de la vapeur d'eau à ces atmosphères pauvres en oxygène, entraine la réapparition d'un mécanisme de diffusion mixte.
Author: Simon Perusin
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 228
Get Book Here
Book Description
L'objet de ce travail est de rendre compte de l'effet de l'oxydation haute température de matériaux métalliques à la fois sur leur évolution microstructurale ainsi que sur leur comportement mécanique. Des matériaux modèles comme le nickel, le fer et l'alliage Ni-20Cr sont étudiés. L'analyse de la microsturcture d'échantillons de nickel minces oxydés à 1000°C montre que les lacunes métalliques injectées au cours de la croissance cationique de l'oxyde (NiO) peuvent diffuser sur de grandes distances via les joints de grains du métal. Cette diffusion est accompagnée par celle d'oxygène si bien qu'un mécanisme de transport de l'oxygène par les lacunes est proposé. Les essais de traction menés à la température ambiante sur du nickel de structure bambou montrent que la couche d'oxyde constitue une barrière à l'émergence des dislocations, conduisant à un durcissement du métal. L'alliage Ni-20Cr est quant à lui testé en traction et en fluage entre 25 et 825°C sous atmosphère contrôlée.
Author: Benoît Panicaud
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 205
Get Book Here
Book Description
La formation d'une couche d'oxyde thermique sur un métal entraîne l'apparition d'une déformation spécifique liée à la croissance de l'oxyde. Nous considérons que cette déformation est proportionnelle à l'épaisseur de la couche d'oxyde. Nous avons analysé les contraintes de " croissance " associées, dans les oxydes se développant sur des substrats de nickel, de fer et enfin de fer phosphaté. L'oxydation des deux premiers métaux est parabolique. En revanche, l'oxydation du fer phosphaté montre plusieurs caractéristiques. Des analyses menées par Diffraction des Rayons X (évolution des pourcentages de phases) ont montré que le film de phosphate se comportait comme une barrière de diffusion. La mesure des contraintes dans les oxydes a été réalisée in-situ par thermodiffraction avec l'apport du Rayonnement Synchrotron. Enfin, la modélisation de l'évolution des contraintes dans les systèmes oxydes thermiques sur métal nous a permis de reproduire qualitativement les résultats expérimentaux.
Author: Loïc Marchetti-Sillans
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 251
Get Book Here
Book Description
Les alliages à base nickel, et plus précisément les alliages 600 et 690, sont, en France, les matériaux constitutifs des tubes de générateurs de vapeur (GV) des réacteurs à eau pressurisée (REP). La corrosion généralisée résultant de l’interaction entre ces alliages et le milieu primaire des REP conduit, d’une part, à la formation d’une fine couche passive (environ 10 nm) de produits de corrosion, mais également à la dissolution de cations dans le circuit primaire, ces derniers constituant la principale source de contamination de ce circuit. L’objectif de ces travaux est d’apporter de nouveaux éléments de compréhension des phénomènes de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire, en s’attachant à décrire l’influence de paramètres métallurgiques ou physico-chimiques, sur la nature et les mécanismes de croissance de la couche d’oxyde protectrice. Dans ce contexte, le film passif formé lors de l’exposition des alliages 600, 690 et Ni-30Cr, dans des conditions simulant le milieu primaire des REP, a été analysé par plusieurs techniques de caractérisation (MEB, MET, PEC et MPEC, XPS). Le couplage de ces méthodes a permis d’obtenir une description fine, en termes de nature et de structure, de l’oxyde multicouche se formant à la surface des alliages à base nickel en milieu de type primaire. Ainsi, la part protectrice de cette couche d’oxyde est constituée d’une couche continue de chromite mixte de nickel et de fer et de nodules de Cr2O3 dispersés à l’interface entre le chromite mixte et l’alliage. L’étude des mécanismes de croissance de la couche protectrice notamment à partir d’expériences mettant en œuvre des marqueurs et des traceurs, a permis de conclure à une croissance de la couche de chromite mixte résultant d’une diffusion anionique, via des courts-circuits de diffusion de type joints de grains. De plus, l’impact du taux de défauts en surface de l’alliage a également été étudié, mettant en évidence un effet double de ce paramètre, qui influence à la fois la densité de courts-circuits de diffusion au sein de l’oxyde mais également la vitesse de formation des nodules de Cr2O3. L’ensemble de ces résultats permet de proposer un mécanisme de corrosion des alliages à base nickel en milieu de type primaire et d’aborder quelques aspects cinétiques susceptibles de constituer des éléments de réflexion en vue du développement d’une modélisation complète de ce phénomène de corrosion.
