The electrochemistry and dealloying of Zn-Mg/Al-Zn pure phases and its significance for corrosion of Zn-Al-Mg alloys - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2018

The electrochemistry and dealloying of Zn-Mg/Al-Zn pure phases and its significance for corrosion of Zn-Al-Mg alloys

L'électrochimie et désalliage de Zn-Mg/Al-Zn phase pures et l'importance sur la corrosion de l'alliage Zn-Al-Mg

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Abstract

The objective of this Ph.D. project is to investigate the electrochemistry of the pure phases, components of the Zn-Al-Mg coating alloys. The electrochemical data was used as an input for the prediction of corrosion behavior of the multi-phase alloy coatings. To this end, a database of elemental polarization curves was established as a function of pH by using atomic emission spectroelectrochemistry (AESEC). Dealloying of the MgZn2 intermetallic and α-phase of Al-Zn (Zn-68Al) were investigated at pH=10.1 represent the extremes of Mg and Al content in the Zn-Al-Mg alloy coating, respectively. In the cathodic polarization, the Zn(0) enriched layer was formed in both cases by selective dissolution of Mg and Al, respectively. However, the influence of this layer on cathodic dealloying differed: for MgZn2, Mg selective dissolution was restrained by the dealloyed layer, whereas for Zn-68Al, Al selective dissolution was not affected by this layer. It was observed that the onset of active Zn dissolution coincided with a reduction in the Al dissolution rate, suggesting an inhibitive effect of Zn dissolution on Al dissolution. It was observed that Al dissolution in alkaline media was limited by the dissolution rate of the Al(OH)3 film, evidenced by potential independent Al dissolution. The most stable corrosion products formed by electrochemical measurements, precipitated species in the solution during titration experiment and the thermodynamic simulation were reasonably coherent with each other. Most of the precipitated species formed in the solution corresponded reasonably well to those predicted by thermodynamic database. It was in a good agreement with the corrosion products of the alloy, characterized after the electrochemical measurements. Therefore, it can be concluded that the thermodynamic database can be used to predict and eventually model the real corrosion situation.
L'objectif de cette thèse est d’analyser l'électrochimie des phases pures, composants des alliages de revêtement Zn-Al-Mg. Les données électrochimiques ont été utilisées pour prédire du comportement à la corrosion des revêtements d’alliage multiphasé. A cette fin, une base de données de courbes de polarisation élémentaire a été établie en fonction du pH en utilisant la spectroélectrochimie d'émission atomique (AESEC). Le désalliage de la phase intermétallique MgZn2 et de la phase α de Zn-Al (Zn-68Al) ont été étudiés à pH=10,1 représentent les extrêmes contiennent Mg et en Al dans le revêtement d'alliage Zn-Al-Mg, respectivement. Dans la polarisation cathodique, la couche enrichie en Zn (0) a été formée dans les deux cas par dissolution sélective de Mg et Al, respectivement. Cependant, l’influence de cette couche sur le désalliage cathodique différait : pour MgZn2, la dissolution sélective de Mg était restreinte par la couche désalliée, alors que pour Zn-68Al, la dissolution sélective de l'Al n'était pas affectée par cette couche. Il a été observé que le début de la dissolution active de Zn coïncidait avec une réduction de la vitesse de dissolution de l’Al, suggérant un effet inhibitif de la dissolution de Zn sur la dissolution de l’Al. Il a aussi été observé que la dissolution de l’Al dans des milieux alcalins était limitée par la vitesse de dissolution du film de Al(OH)3, mise en évidence par une dissolution de l’Al indépendante de potentiel. Les produits de corrosion les plus stables formés pendant des mesures électrochimiques, les solides précipités dans la solution pendant la titration et la simulation thermodynamique étaient raisonnablement cohérents entre eux. La plupart des espèces précipitées formées dans la solution correspondaient bien à celles prédites par la base de données thermodynamique. Il était en bon accord avec les produits de corrosion de l'alliage, caractérisés après les mesures électrochimiques. Par conséquent, on peut conclure que la base de données thermodynamique peut être utilisée pour prédire et éventuellement modéliser la situation de corrosion réelle.
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Cite

Junsoo Han. L'électrochimie et désalliage de Zn-Mg/Al-Zn phase pures et l'importance sur la corrosion de l'alliage Zn-Al-Mg. Autre. Université Paris sciences et lettres, 2018. Français. ⟨NNT : 2018PSLEC014⟩. ⟨tel-02860750⟩
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