Academic literature on the topic 'Alliages zinc-nickel'

Les alliages zinc-nickel apportent une protection anticorrosion, sacrificielle optimale à l'acier. Maîtriser la teneur en nickel de ces alliages est essentiel pour la résistance à la corrosion, et nécessite la connaissance du mécanisme de leur codéposition. La composition d'un dépôt zinc-nickel dépend des conditions opératoires (teneur du bain en ions métalliques, sel support, densité de courant,. . . ) et de l'effet du substrat (effet catalytique du nickel sur le zinc). La codéposition des alliages Zn-Ni est normale en sous potentiel mais à des potentiels plus négatifs que celui d'équilibre du zinc, elle est souvent anormale et des fois équilibrée. Le caractère anormal résulte de la lenteur de la cinétique de réduction du nickel par rapport à celle du zinc qui est dûe à la composition du bain et à l'effet du substrat. Un modèle a été proposé pour répondre à l'exigence industrielle de contrôler la teneur du dépôt en nickel. Ce modèle lie la composition du dépôt aux conditions opératoires.

Des electrodepots d'alliage zinc-nickel sur acier, utilises comme revetement sacrificiel, ont ete elabores par courant pulse. L'utilisation de signaux de courant discontinus contribue a une modification des caracteristiques physicochimiques des revetements, dont la plus importante semble etre l'augmentation de la teneur en nickel des alliages. La structure des alliages electrodeposes en courant continu ou pulse est conditionnee par leur composition chimique. Nous proposons un diagramme de phases des depots zinc-nickel entre 0 et 15% de nickel, ou la phase delta, observee a l'equilibre thermodynamique, est absente. En courant continu, les depots sont constitues de la phase eta jusqu'a 7,5% de nickel, des phases eta et gamma de 7,5% et 12,5% et enfin de la phase gamma jusqu'a 15%. En courant pulse, le domaine de coexistence des phases eta et gamma est deplace vers les plus hautes teneurs en nickel (14,5%). La morphologie de surface des depots obtenus en courant continu evolue en fonction de leur structure: les grains sont en forme de plaquettes pour un depot de zinc pur puis deviennent progressivement hexagonaux jusqu'a 7,5% de nickel. Au-dela, ils sont dendritiques et ne deviennent lisses qu'a partir de 12,5% de nickel. Sous courant pulse, un effet nivelant et un affinement des grains similaires a ceux d'un additif organique sont constates. L'etude du comportement en corrosion marine des depots par dissolution intentiostatique et impedance electrochimique a revele que la nature des produits et le type de corrosion different suivant la structure des depots. Lorsque l'alliage est sous la forme de la phase eta, il y a formation de piqures et de produits de corrosion constitues essentiellement d'oxyde et d'hydroxyde de zinc. Lorsque l'alliage est sous la forme de la phase gamma, la corrosion se developpe suivant des lignes de contraintes du depot avec formation d'un reseau dense de fissures. Les produits de corrosion sont dans ce cas majoritairement composes d'hydroxychlorure et d'hydroxyde de zinc

Ce travail analyse l'influence d'un champ magnétique sur les propriétés des dépôts d'alliages Zn-Ni. Dans ce contexte, des échantillons ont été élaborés dans un premier temps sous champ magnétique modéré (0 ≤ B ≤ 1T) parallèle à la surface de l’électrode de travail pour différentes conditions de travail (concentrations d'ions nickel CNi2+ telle que 0,2M ≤ CNi 2+≤ 0,7M, variation du pH, variation du potentiel appliqué ainsi que différentes configurations de l'électrode de travail). Les résultats électrochimiques n'ont pas révélé de variations notables ainsi que de la morphologie des co-dépôts obtenus. La composition chimique reste quasi constante pour chaque concentration de nickel quelque soit le champ magnétique appliqué. Cependant, la texture présente des changements radicaux lors de l'application du champ qui se répercutent sur le comportement des dépôts vis-à-vis d'un milieu corrosif. Dans un deuxième temps, l'effet d'un champ magnétique intense (B≤ 13T), selon les différentes orientations parallèle et perpendiculaire à la surface est étudié. Les effets électrochimiques sont peu importants. L'analyse de la morphologie ne présente pas des modifications apparentes, de même pour la composition chimique quelque soit la concentration et quelque soit le champ appliqué. C'est la composition de phase qui donne dans ce cas aussi des changements très importants. Ces modifications produites au niveau des dépôts se répercutent de même sur les dépôts élaborés sous champ intense dans un milieu corrosif
This work analyzes the effect of magnetic field on the properties of deposits Zn-Ni alloys. In this context, samples were prepared as a first step under a low magnetic field (0 ≤ B ≤ 1T) parallel to the surface of the electrode work for different working conditions (nickel ion concentrations CNi 2+ as 0. 2M ≤ CNi 2+ ≤ 0. 7M, pH variation, variation of applied potential as well as different configurations of the working electrode). The electrochemical results revealed no significant variations as well as the morphology of deposits obtained. The chemical composition remains almost constant for each concentration regardless of the applied magnetic field. However, the texture presents radical changes when a magnetic field is applied which will affect the behavior of deposits towards a corrosive environment. In a second step, the effect of an intense magnetic field (B ≤ 13T), according to the different directions parallel and perpendicular to the surface is studied. The electrochemical effects are insignificant. The analysis of the morphology does not show any apparent changes, the same for the chemical composition whatever the concentration and whatever the applied magnetic field. It is the composition of the phase which gives in this case very important changes. These changes occurred at the level of the deposits will have repercussion on the deposits developed under intense field in a corrosive environment

Ces travaux portent sur l'électrodéposition d'alliages zinc-nickel en milieu alcalin sur un substrat en acier en vue d'applications anti-corrosion dans le secteur aéronautique. L'étude des caractéristiques physico-chimiques des dépôts, élaborés à partir d'une formulation standard, montre la nécessité d'ajouter à celle-ci des additifs pour limiter l'évolution morphologique des dépôts en fonction de la densité de courant appliquée. Une étude électrochimique des premiers instants de croissance permet de définir les concentrations en cations métalliques et le mode de préparation optimums de l'électrolyte, permettant de déposer des revêtements épais de teneur en nickel comprise entre 13 et 14%mass, monophasés gamma et de microstructure uniforme sur une plage de densités de courant comprise entre 1 et 10 A. Dm-2. Pour évaluer la fragilisation de l'acier occasionnée par l'hydrogène formé au cours de l'électrodéposition, des tests mécaniques de traction sont effectués. Ils mettent en évidence l'efficacité d'une interface dépôt/substrat riche en nickel contre la diffusion de l'hydrogène dans l'acier. Un post-traitement thermique de déshydrogénation est cependant indispensable pour limiter la fragilisation de l'acier. Pour accroître les propriétés anti-corrosion des dépôts ZnNi, une étude est menée sur l'élaboration par voie sol-gel d'un revêtement de finition sans chrome. Après l'étude de l'influence des paramètres opératoires sur les caractéristiques du film déposé, nous montrons que dans le cas d'un dépôt sur un acier à haute limite élastique, celui-ci confère au revêtement ZnNi une meilleure protection contre la corrosion qu'une couche de conversion à base de chrome hexavalent
This work deals with the electrodeposition of zinc-nickel alloys from alkaline bath on steel substrate for anti-corrosion applications in the aerospace field. The study of the physicochemical characteristics of deposits, produced from a standard formulation, shows the need to add additives in order to limit the morphological evolution of deposits with the applied current density. An electrochemical study just at the beginning of growing shows that it is possible to determine both the optimal concentrations of metallic cations and the elaboration process of the electrolyte allowing to deposit thick coatings with a nickel content in the range of 13 to 14%mass, with single-phased gamma and uniform microstructure for current densities between 1 and 10 A. Dm-2. To evaluate the embrittlement of steel caused by the hydrogen produced during the electrodeposition, mecanical tests are carried out. They underline the benefit of a coating/substrate interface with high nickel content to avoid the diffusion of hydrogen into steel. However, it has been shown that a thermal post-treatment of deshydrogenation is essential to limit the embrittlement of steel. To increase the anti-corrosion properties of zinc-nickel coatings, a study on a finishing deposit without chromium obtained from sol-gel route has been carried out. After studing the influence of experimental parameters on the characteristics of deposited films, we have shown that, for mechanical high-strength steel, sol-gel deposit confers to zinc-nickel coating a better protection against corrosion than a conversion layer containing hexavalent chromium

Dans le contexte du développement de technologies propres de traitement de surface excluant le chrome VI en solution, des revêtements de Zn-Ni, initialement réalisés sur les aciers sont en cours de développement en vue de remplacer la conversion chimique des alliages d'aluminium aéronautiques. Des dépôts élaborés en faisant varier les conditions d'électrodéposition ont été étudiés par de multiples moyens de caractérisation des surfaces et des interfaces (rugosimétrie 3D, MEB, AFM, diffraction X, nanoindentation, microrayage, flexion,. . . ). Ces méthodes mettent en évidence des évolutions topographique, morphologique, structurale et mécanique des dépôts en fonction des paramètres d'élaboration avec ou sans pré-traitements. Nous mettons en évidence un affinement microstructural en fonction des teneurs en nickel croissantes des dépôts et par l'utilisation du mode de courant pulsé. Les dépôts de faible pourcentage en Ni sont peu couvrants et présentent une faible cohésion contrairement à ceux riches en Ni. Nous mettons en évidence, à l'aide de l'essai de rayage, une évolution du comportement mécanique des dépôts en fonction de leur teneur en nickel aboutissant à une perte d'adhérence. Nous attribuons ces changements de comportement mécanique à l'augmentation de dureté des dépôts avec la teneur en nickel par rapport à la dureté constante du substrat. L'effet bénéfique sur l'adhérence des pré-traitements de double zincate et d'anodisation phosphorique est mis en évidence par essai de flexion 3 points. Une estimation des contraintes exercées dans le dépôt pour la force maximale d'adhérence est donnée. Le traitement de double zincate permet d'éliminer la couche d'oxyde natif préjudiciable à l'adhérence des dépôts induite par le pré-traitement d'anodinisation s'explique non seulement par le phénomène d'ancrage mécanique mais aussi par l'accroissement de l'énergie de surface.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie des procédés et de l'environnement : Toulouse, INPT : 2004. Reproduction de : Thèse de doctorat : Science chemical technology : Chualongkorn University(Bangkok) : 2004.
Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 67 réf.

This work is devoted to a multi-scale study of the electrochemical cells met in electrolytic deposits process. The first part interess withe macroscopic modeling of a batch reactor used for copper depolluting. The second part relates to the experimental study of current lines distributions in a rotary. Hull cell and in a modified Mohler cell. The third part deals with the development of a reactional path relating to the zinc-nickel alloy codeposit thus the modeling of this operation. This work led to a set of tools particularly useful and powerful for the development of a new electrolytic deposit plant, so much for the design and the control of the process than for the management of the baths
Ce travail est consacré à une étude multi-échelle des réacteurs électrochimiques rencontrés dans les procédés de dépôts électrolytiques. La première partie s'intéresse à la modélisation macroscopique d'un réacteur batch lors de la dépollution d'un bain de dépôt de cuivre. La seconde partie concerne l'étude expérimentale des distributions des lignes de courant dans une cellule de Hull rotative ainsi que dans une cellule de Mohler modifiée. La troisième partie traite de la mise au point d'un mécanisme réactionnel relatif au co-dépôt d'un alliage zinc-nickel ainsi qu'une modélisation de cette opération. Ces travaux ont conduit à l'élaboration d'un ensemble d'outils particulièrement utiles et performants pour la mise en place de dépôt électrolytique, tant au niveau du design et de la conduite du procédé qu'au niveau de la gestion des bains

Dans ce travail de thèse nous avons développe la méthode de la diffusion anomale des rayons x aux grands angles (awaxs) qui est une technique récente développée pour étudier la structure réelle du facteur de diffusion atomique, ce qui permet de faire varier l'intensité diffractée à différentes longueurs d'onde. Le but de cette étude était de montrer la possibilité de déterminer les fonctions de distribution radiale partielles (fdrp) des alliages amorphes binaires en utilisant la diffusion anomale. On a choisi d'étudier des alliages ni2zr, nizr2 et nizr3 car ces alliages avaient été étudiées précédemment en diffusion de neutrons en utilisant la substitution isotopique du ni, en diffractions des rayons x et en exafs. Nous avons développe une méthode d'analyse utilisant les facteurs de structure différentiels (fsd) de façon a augmenter le conditionnement du système d'équations linéaires. Nous avons aussi introduit un critère permettant de quantifier la compatibilité des jeux de données entre eux, qui montre que les fsds ne sont pas plus déformées par des erreurs systématiques que les facteurs de structure totaux. On a montre aussi que les fsds sont essentiels pour obtenir des fdrps fiables. L'échantillon ni2zr étudie en awaxs est le même échantillon que celui étudie en neutrons, ceci nous permet de comparer les résultats obtenus par ces deux techniques, et de quantifier ainsi la précision des résultats obtenus en awaxs: les distances interatomiques sont déterminées a 0,04 a près alors que les nombres de coordinations le sont à 8,4 et 11% près pour les fdrps ni-ni, ni-zr et zr-zr respectivement. Ceci montre l'intérêt de cette technique awaxs pour des systèmes amorphes pas trop dilués

Cette thèse a pour objet l' étude de la récupération des métaux contenus dans des boues produites par l'industrie de revêtement par voie électrolytique de tôles d'acier. Il est en effet nécessaire de développer des procédés de traitement de ces rejets et notre étude a plus particulièrement concerné un procédé de valorisation de boues d'électrozingage. Une étude thermodynamique a été conduite afin de déterminer les conditions chimiques adéquates pour mener à bien la complexation des métaux avec l'ammoniac. Les essais de lixiviation, réalisés sur des échantillons issus de deux usines de galvanoplastie, montrent la dissolution sélective et efficace des sels de zinc et de nickel. Une partie de ce mémoire est consacrée à la recherche bibliographique sur la codéposition de zincnickel ainsi que sur l'étude expérimentale du comportement électrochimique de ces métaux dans des milieux ammoniacaux synthétiques. Avec l' objectif de produire un alliage zinc-nickel à partir de ces bains, nous avons effectué de nombreux dépôts électrochimiques sur une électrode à disque tournant, puis observé ces dépôts au microscope électronique à balayage. Malgré les résultats prometteurs obtenus, nous avons montré par des calculs thermodynamiques que la pression de vapeur d'ammoniac en équilibre avec le bain électrolytique était préjudiciable à un développement plus approfondi de ce procédé. Nous avons alors proposé la glycine comme alternative à l'utilisation d'ammoniac. A cette fin, le même protocole d'étude que pour l'ammoniac a été utilisé. Le zinc et le nickel peuvent être récupérés à partir des deux types de boues par complexation avec la glycine avec de bons rendements. Le traitement électrolytique des solutions de lixiviation dans un réacteur discontinu a montré que, si le zinc était déposé de manière satisfaisante, la déposition de nickel semblait être inhibée par la glycine
This work was aimed at investigating the recovery of valuable metals eontained in sludges issued in steel plate plating factories. As a matter of fact, processes for the treatment of these wastes have to be developed, and our contribution has mainly concerned a valorisation process for zinc plating sludges. Thermodynamic calculations were carried out to determine the suitable conditions for complexation of zinc and nickel using ammonia. Leaching trials with solid samples issued from two factories, have shown the selective and efficient dissolution of both metal salts. A part of this dissertation deals with literature survey on co-deposition of zinc and nickel, together with the experimental investigation of the electrochemistry of these elements from synthetic ammonia-containing baths. In view to produce Zn-Ni alloy, numerous deposits were prepared at a rotating disk electrode and observed by electronic scanning microscopy. In spite of the promising results obtained, thermodynamic calculations of gas-liquid equilibria could show that the ammonia pressure over the electrolytic bath was high enough to hinder the further development of such process. An alternative solution to the use of ammonia was then suggested and glycine was considered through a similar approach. Zinc and nickel can be recovered with high yields from the two types of sludges by leaching using glycine. The electrolytic treatment of the leaching solutions in a discontinuous reactor showed that zinc could be deposited with satisfactory yields; in contrast, nickel deposition seems to be inhibited by glycine