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Normand, Bernard

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Works: 46 works in 65 publications in 2 languages and 202 library holdings
Roles: Publishing director, Opponent, Other, Thesis advisor, Editor, Author
Classifications: TA462, 620.1
Publication Timeline
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Most widely held works by Bernard Normand
Prévention et lutte contre la corrosion : Une approche scientifique et technique( Book )

3 editions published in 2004 in French and held by 79 WorldCat member libraries worldwide

Mesure de la corrosion : de la conceptualisation à la méthodologie by B Normand( Book )

4 editions published between 2015 and 2016 in French and held by 61 WorldCat member libraries worldwide

La connaissance de la vitesse de corrosion des matériaux métalliques demeure un enjeu important dans la plupart des processus de conception de systèmes et de leur maintenance. Celle-ci peut être déterminée de manière directe, en fonction de la perte de matière, ou indirectement, selon l'évolution de paramètres liés aux réactions induites par les phénomènes de corrosion. Cette mesure se heurte toutefois à trois difficultés : sa définition, qui fait appel à un large spectre de connaissances pluridisciplinaires, mais aussi sa représentativité - les conditions choisies pour la mesure pouvant s'éloigner du mode de corrosion analysé -, ainsi que sa mise en oeuvre, rendue délicate par l'évolution des techniques analytiques. Cet ouvrage fait le point sur l'état de l'art des méthodes et des techniques en lien avec ces questions. La mise au point des procédés, ainsi que les paramètres pertinents pour la mesure, sont présentés en fonction des différents modes de corrosion et des facteurs qui les caractérisent. Les auteurs insistent notamment sur l'importance d'une approche systémique de la mesure, considérant autant les aspects réactionnels des matériaux que la chimie du milieu. Rédigée par la communauté industrielle et académique préoccupée par ces questions (CEFRACOR, CNRS), cette référence s'adresse aux étudiants, aux enseignants et aux chercheurs dans le domaine, et tout particulièrement aux professionnels confrontés aux choix, à l'optimisation des performances et des procédés d'élaboration des matériaux et des systèmes [Source : 4e de couverture]
Hydrogen behavior in first and second generation of advanced high strength steels by Dwaipayan Mallick( )

2 editions published in 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Advanced High Strength Steels (AHSS) are increasingly used as fabrication material for vehicle Body In White (BIW), owing to their superior properties and ability to reduce carbon footprint. However, its susceptibility to hydrogen embrittlement (HE) restricts the use of AHSS. The present study aims to understand the H influence on four commercial-grade AHSS steels, two Dual Phase (DP), one Complex Phase (CP), and one Twinning Induced Plasticity (TWIP) steel. Results show high HE susceptibility for DP and TWIP steel compared to CP steel. The superior HE resistance in CP steel was attributed to a more homogeneous microstructure, smaller yet stronger trap density, and lower H concentration. In DP steels, a high density of weak traps and high H uptake increased HE susceptibility. During charging, H preferentially adsorbed along the grain boundaries and interfaces for all steels along with grain interior in TWIP steels. Dislocations and grain boundaries were the main trap sites for all steels, along with cementite particles in CP steels and AlN particles and austenitic grain interior in TWIP steels. For all steels under stress, hydrogen desorption increased up to yield point due to lattice expansion and dislocation movement, whereas decreased in the plastic region due to defect generation. For CP steel, strongly trapped hydrogen desorbed at UTS whereas in TWIP steel, generation of deformation twinning released hydrogen. The study of the galvanized layer showed that at higher cathodic overpotential, the Zn layer behaved as a barrier layer protecting the steel, while at a lower potential, it increased the HE susceptibility due to Zn layer dissolution. Overall, CP steel was the most resistant steel to HE, followed by TWIP and DP steels
Improvement of the corrosion and oxidation resistance of Ni-based alloys by optimizing the chromium content by Fethi Hamdani( )

2 editions published in 2015 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This fundamental study is focused on the understanding of the influence of the chemical composition of Ni-based alloys on their corrosion and oxidation mechanisms. This work is not dedicated for a particular application. It is well known for instance that Ni-based alloys are susceptible to intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) in primary water. Thus, Alloy600 (Ni-16Cr-9Fe), used in steam generator (SG) tubing, was replaced by higher chromium content material Alloy690 (Ni-30Cr-9Fe). This later shows a better resistance to IGSCC which may be linked to the growth of more protective oxide layer as chromium content is increased to 30 wt.%. The main goal of this study is to investigate: i) the influence of chromium content, ii) impact of iron addition on the corrosion and oxidation resistance of Ni-based alloys in primary water and superheated steam at 700°C. Furthermore, analytical approach in acidic solution is conducted at room temperature. This allowed to establish a relationship between alloying elements and physical properties of the oxide layers. For this purpose, Ni-xCr (14 ≤ x≤ 30 wt.%), Ni-xCr-8Fe (x=14,22 and 30 wt.%) model alloys and industrial material Alloy600 have been studied. To characterize the oxide scales, conventional technics were used: SEM, STEM, EDX, Potentiodynamic, EIS, Chronoamperometry, Mott-Schottky. Furthermore, steam oxidation kinetics was evaluated by means of weight gain measurements. To uncouple the effect of surface cold-work and the chemical composition of the base metal, mirror and electro polishing were carried out. In primary water, critical chromium content (20 wt.%), which corresponds to the minimum amount of chromium required to the transition from non-protective to protective and compact Cr-oxide layer, is determined. However, the analytical approach, using electrochemical technics, at room temperature elucidated the existence of optimum chromium content (26 wt.%) in terms of corrosion resistance. In superheat steam, oxidation kinetics and oxide scale characteristics showed the existence of optimum chromium content (24 wt.%) in terms of oxidation resistance. The corrosion and oxidation resistance is degraded as chromium content was increased more than optimal amount. Iron addition (8 wt.%) had a detrimental effect on the protectivess of the resulting oxide scales. Finally, this study showed that optimizing of chromium content is more appropriate method for enhancing corrosion and oxidation resistance, that increasing chromium content to high level is not necessary beneficial to those parameters. This work provides a useful knowledge to design new alternative materials. For this purpose, more investigations should be conducted to test other parameters such as: weldability, fabricability, thermal conductivity,etc
Electrochemical behavior of cold sprayed coatings dedicated to corrosion protection applications : Role of microstructure by Yingying Wang( )

2 editions published in 2015 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le Cold spray est une technique de réalisation de dépôts épais par projection à haute vitesse de particules. Pour cette technologie, la température du gaz vecteur reste inférieure au point de fusion de poudres projetées. Dans ce cas, les mécanismes d'adhésion sont liés aux hautes déformations plastiques que subissent les particules lors de leur impact avec le substrat. Parmi la grande variété de poudres disponibles, trois compositions ont été retenues pour ce travail. Elles autorisent l'élaboration (i) d'alliage d'aluminium, (ii) d'acier inoxydable et (iii) de magnésium. L'ajout de particules de SiC (en fonction de leur quantité ou taille) aux poudres d'aluminium a également permis de modifier les propriétés mécaniques (telle que la dureté) des couches produites. En formant des couches denses et très peu poreuses, les revêtements cold spray présentent tous les atouts des revêtements anti-corrosion. Ce travail de thèse s'est attaché à comprendre les relations existantes entre les paramètres de projection de poudres (température et pression du gaz vecteur, concentration et tailles des particules de SiC) et la qualité du revêtement obtenu, de définir les interfaces substrat / revêtement en fonction de leur composition chimique et leurs influences sur les propriétés de protection vis-à-vis de la corrosion du substrat. D'un point de vu microstructural, les résultats obtenus montrent que l'augmentation de température du gaz améliore la densité des revêtements. En diminuant le nombre de défauts mais également en optimisant la qualité de l'interface substrat/revêtement, la résistance à la corrosion se trouve également améliorée. Sur la base des différences de potentiel entre le revêtement et le substrat, il est possible de classer la nature des couches selon (i) les revêtements sacrificiels et (ii) les revêtements cathodiques. Quel que soit leur nature, les revêtements obtenus par cold spray présentent tous de bonnes propriétés barrières. Toute fois le mode de dégradation des revêtements sacrificielles a pu être assimilé à de la corrosion intergranulaire en lien avec la morphologie du dépôt mais également la distribution et la taille de particule SiC (cas particulier du revêtement d'aluminium). Si les essais de corrosion longue durée ne permettent pas d'amorcer la corrosion du substrat après dissolution du revêtement (pour les couches sacrifielles), des essais de corrosion galvanique autorisent une discrimination rapide de l'efficacité de la couche barrière. Ces tests électrochimiques sont également l'occasion de discuter des effets de la rupture d'un revêtement sur les cinétiques de corrosion des matériaux qu'ils protègent. L'ensemble des caractérisations métallurgiques ainsi que les tests électrochimiques menés sur les différents assemblages substrat/revêtements indiquent que la technique de cold spray est une méthode de choix pour la protection des matériaux de structures vis-à-vis de la corrosion
ETUDE DE LA REACTIVITE DES COUCHES MINCES D'ACIERS AUSTENITIQUES ENRICHIS EN AZOTE OBTENUES PAR PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON. MECANISMES DE FORMATION ET EVOLUTION DU FILM PASSIF EN MILIEU ACIDE SULFURIQUEA by Bernard Normand( Book )

2 editions published in 1993 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'ETUDE DE LA REACTIVITE DES REVETEMENTS PHYSIQUES, OBTENUS EN PHASE VAPEUR, PERMET, EN RAISON DE LEUR ANALOGIE STRUCTURALE AVEC LES COUCHES DE DIFFUSION, D'ETUDIER LE MAINTIEN DU CARACTERE INOXYDABLE DES ACIERS AUSTENITIQUES DE TYPE AISI 304L, AISI 316L ET AISI 310 TRAITES PAR NITRURATION IONIQUE. APRES LA MISE EN EVIDENCE DE L'EFFET BENEFIQUE DE LA PULVERISATION CATHODIQUE MAGNETRON REACTIVE, INHERENT AUX GOMMAGES DES IMPURETES INCLUSIONNAIRES, LES INTERACTIONS ENTRE LE CHROME, LE NICKEL ET L'AZOTE D'UNE PART, ET ENTRE LE MOLYBDENE ET L'AZOTE D'AUTRE PART, ON PU ETRE EVALUEES. LES COURBES DE POLARISATION I=F(E), MONTRENT QUE L'AZOTE N'INTERVIENT PAS SUR L'ETENDUE DU DOMAINE PASSIF; CEPENDANT, COMPTE TENU DE L'EVOLUTION DE LA STRUCTURE CRISTALLINE, QUI DEPEND DE LA TENEUR EN AZOTE, IL APPARAIT UN PHENOMENE DE PASSIVATION SECONDAIRE DANS LE DOMAINE TRANS-PASSIF. DES ANALYSES PAR SPECTROMETRIE ESCA PERMETTENT D'ENVISAGER LE MECANISME DE PASSIVATION SUIVANT: DISSOLUTION SELECTIVE, ENRICHISSEMENT EN SURFACE DE CHROME ET D'AZOTE, FORMATION D'UN RESEAU DE BLOCAGE DE LA DISSOLUTION SEMBLABLE A UN RESEAU DE NITRURE ET ENFIN, FORMATION D'UN FILM DE TYPE OXYHYDROXYDE. LES ANALYSES EN MODE POTENTIOSTATIQUE ET PAR SPECTROMETRIE ESCA, NOUS INFORMENT DU CARACTERE EVOLUTIF DE CE FILM PASSIF, LIE A LA DECOMPOSITION DU RESEAU DE BLOCAGE PREALABLE A LA FORMATION DU FILM PASSIF, EN NH#3 QUI SE SUBSTITUE A L'EAU LIEE ET EMPECHE LA DEPROTONISATION DE CELLE-CI NECESSAIRE A LA CONSTITUTION DE L'OXYDE DE CHROME CR#2O#3. DES PHENOMENES DE REDISSOLUTION, DONT LES QUANTITES DE CHARGES REJOIGNENT CELLES MISES EN JEU LORS DE LA PASSIVATION DES ACIERS INOXYDABLES NON ENRICHIS EN AZOTE SONT AINSI ENREGISTRES. ENFIN LA MISE EN PLACE D'ESSAIS PLANIFIES CONDUIT A UNE APPROCHE STATISTIQUE PERMETTANT D'OPTIMISER LES TROIS PARAMETRES D'ELABORATION DES REVETEMENTS LIES AU SUBSTRAT, LES AUTRES AYANT ETE OPTIMISES PAR AILLEURS. LA REACTIVITE A ETE ANALYSEE EN MILIEU ACIDE ET EN MILIEU CHLORURE: EN MILIEU ACIDE, ON OBSERVE L'INFLUENCE CONJOINTE DE LA TEMPERATURE ET DE LA TENSION DE POLARISATION. EN MILIEU CHLORURE, SUSCEPTIBLE DE PROVOQUER LA CORROSION LOCALISEE, LA TEMPERATURE INTERVIENT PEU ET LE TAUX D'AZOTE DOIT ETRE COMPRIS ENTRE 2 ET 5 AT.%, POUR UNE TENSION DE POLARISATION DE 50 V
Etude des mécanismes de corrosion sous contrainte des aciers inoxydables supermartensitiques en milieu H2S by Martin Monnot( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les aciers inoxydables super martensitiques sont très utilisés dans le secteur pétrochimique, mais ils présentent des ruptures en service en conditions sévères. L'objectif de cette étude est d'apporter une meilleure compréhension du mécanisme de corrosion sous contrainte de ces matériaux en milieu H 2 S. Pour cela, des coulées laboratoires ont été élaborées avec différentes teneurs en molybdène, élément connu pour améliorer la résistance à la corrosion. Ces ajouts d'éléments d'alliage impliquent alors une caractérisation fine de la microstructure, pour bien appréhender par la suite les mécanismes de rupture. Une attention particulière a été apportée à l'évolution de la fraction d'austénite et de ferrite résiduelle avec les traitements thermiques d'hypertrempe et de revenus qui sont couramment pratiqués sur ces nuances. Puis, par des mesures électrochimiques sans contrainte mécanique, l'ajout de molybdène a été identifiée comme bénéfique pour renforcer la passivité de la nuance dans le milieu H2S. Et pour des teneurs en molybdène inférieures à 2,25%, des produits de corrosion ont été identifiés, principalement des sulfures de nickel, qui sont des inhibiteurs de la recombinaison de l'hydrogène. Par la suite, des essais de corrosion sous contrainte sous charge statique et dynamique couplés à des mesures d'impédance électrochimique montrent un effet bénéfique du molybdène et de l'austénite résiduelle. Le molybdène permet notamment de réduire les défauts du film passif. Un modèle d'éléments finis permet de simuler les essais de traction lente en tenant compte de la fragilisation par hydrogène. Afin de l'alimenter avec des paramètres expérimentaux, une cellule de perméation électrochimique a été montée et a permis de mesurer le coefficient de diffusion de l'hydrogène au sein de nos différentes coulées. Le modèle présente alors une bonne adéquation avec les résultats expérimentaux et une étude paramétrique a été réalisée sur le coefficient de diffusion et sur la concentration interfaciale en hydrogène. Enfin, une synthèse permet la proposition d?un mécanisme de corrosion sous contrainte comportant deux étapes : la résistance du film passif pour limiter l'absorption de l?hydrogène dans la matrice et le piégeage de l'hydrogène par l'austénite résiduelle en fonction de la déformation
Technological aspects of corrosion control of metals by Matthew Taylor( Book )

2 editions published between 2012 and 2020 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La prévention contre la corrosion est un facteur déterminant pour la durabilité des matériaux. Historiquement, le développement des applications des matériaux avancés n'est pas envisageable sans une approche scientifique poussée des mécanismes fondamentaux qui conduisent à la dégradation en service. L'histoire humaine a été ponctuée par les progrès technologiques, qui ont tous été permis par les progrès de la science des matériaux, de l'âge du fer à l'âge de silicium. Par exemple, c'est la fusion du minerai qui a fait basculer l'humanité de l'âge de pierre aux premiers alliages (bronze) et la fondation ultérieure d'une société basée sur les métaux. Ces métaux retournent à l'état naturel en suivant des lois thermodynamiques et cinétiques. l'objet de la thèse vise à comprendre le comportement de certains matériaux dits passivables pour tenter de proposer des lois de comportement à partir du modèle du défaut ponctuel. Cette approche s'appuie sur des caractérisations électrochimique et physico-chimique des matériaux métalliques considérés
Etude des mécanismes de Fragilisation Par l'Hydrogène des aciers non alliés en milieu H2S humide : contribution de l'émission acoustique = Study of wet H2S cracking mechanisms of low alloy steel : contibutlon of acoustic emission by Véronique Smanio-Renaud( Book )

2 editions published in 2008 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La Fragilisation par l'Hydrogène (FPH) des aciers en milieu humide contenant de l'H2S est un mode d'endommagement répandu dans l'industrie pétrolière. Afin d'améliorer la compréhension de ce mode de dégradation, un essai normalisé de résistance à la FPH des aciers en milieu H2S a été instrumenté par émission acoustique (EA). Les signaux d'EA liés aux deux grands modes de fissuration dans ce milieu, la décohésion interne (Hydrogen Induced Cracking, HIC) et la rupture différée par H2S (Sulfide Stress Cracking, SSC), ont été discriminés des signaux relatifs aux autres sources d'EA (dégagement d'hydrogène, formation de la couche de FeS). Le suivi en temps réel des fissurations offre un nouvel éclairage sur les cinétiques des fissurations HIC et SSC, sur les paramètres influant les différentes étapes de fissuration. Une meilleure compréhension des mécanismes de fissuration est également permise par l'application de cette méthodologie de monitoring. La comparaison entre différents aciers exposés à différents environnements fragilisant et avec ou sans contraintes appliquées permet de distinguer très clairement les différentes formes de fissuration : HIC ou Step Wise Cracking, SWC, SSC ou Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking, SOHIC
Etude multi-échelle des mécanismes d'élaboration de revêtements d'alliage zinc-nickel à base d'électrolytes alcalins : germination, complexation et structures cristallines by Baptiste Fedi( )

2 editions published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The present work aims to deepen the understanding of the mechanisms of zinc-nickelelectrodeposition in alkaline baths. Zinc-nickel deposits containing between 12% and 16%nickel known for their anti-corrosion performance. Complexing agents are required toobtain soluble and reactive nickel forms, and to stabilize the electrolytes. A study ofthe complexing mechanisms has improved the understanding of their respective role andbehavior, and their influence on the stability and the morphology and crystalline structureof the coatings obtained. The crystalline phases of electroplated zinc-nickel alloys in therange from 1% to 20% nickel content were quantified by deconvolution of potentiodynamicoxidation curves and XRD. This approach has led to a precise mapping of the alloyphases obtained as a function of the nickel content. The thermal stability of the differentphases has also been evaluated and quantified by this method. The formulation of theelectrolytes and the process parameters may modify the kinetics of coating germination. Afundamental study of the mechanisms of germination by chronoamperometry coupled witha parametric identification allows the quantification of parameter evolution in relation tonucleation phenomenon of simple elements. The study of alloy germination has shownthat decomplexing reactions are able to modify nucleation kinetics, without achieving acomplete comprehensive modeling
Modélisation de la corrosion des alliages de zirconium par l'eau : application aux éléments de combustible nucléaire by Paul Buttin( )

1 edition published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La « shadow corrosion » est un phénomène observé sur les gaines en alliages de zirconium des assemblages de combustibles dans les réacteurs nucléaires. Il consiste en l'augmentation de la corrosion sur les zones de la gaine qui sont à proximité d'autres parties de l'assemblage en Inconel. Afin d'améliorer la compréhension de ses mécanismes, des modèles numériques sont développés suivant deux axes d'études. Un premier modèle de couplage galvanique a pour but de dégager les facteurs de premier ordre. Les résultats des simulations montrent que l'intensité du courant anodique, et sa dépendance en potentiel, contrôlent le caractère local (effet d'ombre) de ce phénomène. D'autre part, cet effet nécessitant un courant cathodique assez élevé révèle l'importance du pouvoir oxydant de l'électrolyte. Un deuxième modèle d'oxydation du zirconium est développé en intégrant le transport multi particules dans l'oxyde. Ce modèle, couplé aux effets d'interfaces (métal/oxyde et oxyde/électrolyte), permet de démontrer le rôle crucial de la polarisation et de l'hydrogène provenant de la dissociation de l'eau sur les cinétiques d'oxydation. A partir de ces modèles, un scénario explicatif de la shadow corrosion est élaboré suggérant l'importance de la radiolyse de l'eau
Transport de matière au sein du film passif : Développement d'une méthodologie sélective corrélant les Point Defect Model et les modèles descriptifs by Clément Boissy( )

2 editions published between 2014 and 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Developments in metallic bipolar plate, to apply more widely fuel cells, require an improved of the constitutive material. The use of stainless steel calls for a good understanding of the passive film. The required specifications are for good electrical conductivity and a long life-time. Those two parameters correspond to a correlation between the semiconductive properties and the good corrosion behavior. Nevertheless, the main problems of the passivity lie on the multiplicity of the phenomena that alter the passive film behavior. Numerous models described in the literature can be used to characterize the passivation. The Point Defect Model (PDM) describes the passivation through electrochemical reactions at the metal / oxide and at the oxide / electrolyte interfaces. The reactivity is limited by mass transport through the oxide. From the literature, those phenomena seems to be a discriminating parameter in the choice of a model. The selective method proposed allows us to use each model taking into account their specifics. This methodology is based on the correlation between the mass transport characterization, thanks to the PDM, and the analysis of the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The PDM determines the transport coefficient apart from EIS measurements, so to validate the consideration of the mass transport during the analysis of the electrochemical impedance spectra. The evolution of the main charge carrier density as a function of the oxide formation potential allows us to calculate the transport coefficient from PDM equations. Thanks to the thickness of the oxide (determined by X-ray Photoelectron Spectroscopy), the time constant of the mass transport is determined. Based on this value, a descriptive model is used to analyze the EIS data, avoiding overparametrization. This method is applied first on a model material, pure chromium exposed to acidic solution (pH 2) at several temperatures (30°C and 80°C). It shows that the mass transport has to be taken into account at 80°C and the EIS model considers an inner chromium oxide layer and an outer chromium hydroxide. Secondly, the method is used to characterize an industrial material, AISI 316L stainless steel, at several pH (1, 2 and 3) and at several temperatures (30°C and 80°C). In this case, the oxide is describe as a p-n semiconductor junction with an chromium rich inner layer and an outer iron rich layer. The present methodology permits to deeply characterize the AISI 316L stainless steel. Even if this study concerns the substrate, this step is decisive to improve the performances of the metallic bipolar plates
Influence de la déformation plastique sur la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable lean duplex UNS S32304 by Charles David( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Elaboration et caractérisation d'alliages Mg-Ca pour un procédé de minéralisation de l'eau par attaque électrochimique by Paul Salero( )

2 editions published between 2015 and 2020 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The Mg-Ca alloys are biocompatible and biodegradable alloys widely used for biomedical applications such as bioresorbable implants because of their corrosion rate and degradation behaviour into human body. These solutions have inspired the SEB Group to develop a new process for the mineralization of water by dissolving Mg-Ca alloys. The objective of this thesis is to design new Mg-Ca alloys choosing the appropriate production techniques and optimizing elaborations settings and then, to work on the dissolution process assisted by a current controling of dissolution parameters. Magnesium and calcium being very reactive metal in contact with the atmosphere, the development Mg-Ca alloys was done in a neutral atmosphere. It is possible to obtain a stable microstructure with calcium contents between 0% and 33 atomic% through the intermetallic form Mg2Ca. It's possible to obtain equilibrium microstructures consisting of dendrites (Mg if 0 at.% <Ca <10 at.% And Mg2Ca if 10 at.% <Ca <33 at.%) and a lamellar eutectic aggregate made from Mg and Mg2Ca. Anodic dissolution of Mg-Ca alloys is made by applying a potential between one electrode made from the Mg-Ca alloy and a counter electrode made from a more noble metal. It has been demonstrated that the releases of Mg2+ and Ca2+ in solution may be controlled throught the decrease of the resistance drop between the electrodes (minimum distance, maximum applied voltage) and the increase of the process reactivity (rich alloys calcium, mineral and conductivity of the solution, dissolving time and significant exposed surfaces). However, strong releases of Mg2+ and Ca2+, which strongly alkalize the solution, promote the formation of precipitates limiting dissolution rate such as scale, oxides and hydroxides formation. Several solutions to regulate the pH of the solution and optimize the releases of cation Mg2+ and Ca2+ were considered
Interactions entre CoCrMo et milieu cellulaire : De la corrosion à la tribocorrosion by Amandine Impergre( )

2 editions published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The long-term durability of joint replacements is based on their corrosion resistance and wear behavior. Whatever the materials used, degradation products (metal ions and wear debris) are formed due to the aggressiveness of body fluids and the biomechanics of the joints. Generally, these products are associated with post-operative complications and, as a result, their effects are critical clinical concerns. In this respect, tribocorrosion is a serious consideration in the performance of joint replacements. This work aims to contribute to the improvement of the understanding of the degradation mechanisms of a CoCrMo alloy, used as a joint prosthesis, by understanding the coupling of mechanical loads and cellular activity. This thesis has been structured according to a progressive approach, which begins with the study of the electrochemical behavior of a simulated physiological environment conducive to cell culture (RPMI-1640). Metal alloys and cells were successively added to the study system. The tests revealed that the oxidation of CoCrMo is accelerated in the presence of carbonaceous species and organic compounds, and that the cells are involved in the release of metal ions. A biotribocorrosion device has been developed to evaluate the influence of degradation products on cellular metabolism. This comprehensive multidisciplinary study combined experimental techniques from electrochemistry, biology and tribology to highlight the importance of biomaterial surface chemistry on tribocorrosion resistance and cytotoxicity. Finally, an experimental methodology was proposed in this work, in order to better understand the interaction between simulated physiological fluids and biomaterials
Revêtements architecturés de Ti, TiN et TiO élaborés par pulvérisation cathodique au défilé sur des fils en acier inoxydable : relation entre la composition chimique, la microstructure et les propriétés d'usage by Stéphane Grosso( )

1 edition published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This thesis treats of the functionalization of stainless steel wires with colored Ti-based coatings, grown by PVD with a cylindrical magnetron, their chemical and morpho-structural characterization, and the evaluation of the chemico-mechanical durability of the coated wires.First, the deposition rate and the chemical composition of the films are determined under static conditions. Cathode plasma heterogeneities are demonstrated and related to parameters such as power, pressure and polarization of auxiliary anodes.Then, Ti, TiN and TiOx monolayer coatings are grown continuously. The relationship between the color of TiN and its chemical composition is established and golden color is obtained for stoichiometric films with low oxygen content (<5% at.). Microstructures are studied with TEM-ASTAR and orientation maps are obtained with a nanometric resolution. While TiN coatings are columnar with <111> texture, Ti grains are rather equiaxed and <0001> oriented. With a 650 ° C substrate temperature, substrate elements diffuse into the films which results in Laves phase formation. TiOx is grown in metallic mode, presents interference colors and a composition close to monoxide. TiN coated surfaces display high corrosion resistance similar to 316L stainless steel, unlike Ti and TiOx coated wires. The toughness and the adhesion energy of the coatings are determined by SEM in-situ tensile tests: Ti and TiN are particularly adherent to the substrate in contrast to TiOx.Finally, coatings are architectured with the addition of a titanium interlayer between the substrate and the ceramic coating. Thus, Ti-TiOx film adhesion is greatly superior compared to the TiOx monolayer (5 to 200 J/m2). Finally, microstructural and electrochemical studies show that a key parameter of corrosion resistance is the presence of open porosity in the coatings
Comportement électrochimique et tribo-électrochimique de l'alliage CoCrMo en milieu physiologique simulé : influence des protéines by Aziz Ouerd( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les alliages CoCrMo présentent une bonne résistance à la corrosion en milieu physiologique. Elle est due à la formation, à leur surface, d'un film passif constitué d'oxydes de chrome de cobalt et de molybdène. Ce film de quelques nanomètres d'épaissuer est malheureusement sujet à la destruction mécanique sous l'effet du frottement. L'alliage est alors exposé à l'agressivité de ce milieu et subit une forte dissolution. Les ions ainsi formés sont relargués dans les tissus environnants des prothèses et provoquent des réactions inflammatoires. Le présent travail vise, dans un premier temps, à identifier l'effet des modifications de surface des alliages CoCrMo, au contact des phosphates et des protéines, sur leur corrosion. L'effet de ces modifications sur leur tribocorrosion est par la suite détaillé
Contribution à l'étude du comportement tribologique et des propriétés mécaniques de polymères thermoplastiques chargés de lubrifiants solides en poudre by Basma Ben Difallah( )

2 editions published between 2014 and 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Through this work, we focused on the tribological and mechanical properties of thermoplastic composites containing different weight fractions of solid lubricant filler. For the thermoplastic matrixes, we choose polyamide 6-6 and polycarbonate and the solid lubricants considered were graphite and molybdenum disulfide. Composites were developed by direct injection molding process as a first methodology. A second one is also used based on particles pretreatment before injection molding in order to improve the adhesion in the filler/matrix interface. Friction experiments were conducted using a reciprocating microtribometer. The effect of the development methodology on the adhesion properties in the filler/matrix interface was explored. The experimental tools were principally based on uniaxial tensile tests coupled to scratch tests and complementary microstructural characterizations (fractography, X-ray tomography). The measured mechanical and micromechanical properties were correlated to the microstructural observations
Caractérisation des films passifs pour la définition de nouveaux matériaux : application aux plaques bipolaires métalliques des systèmes PEMFCs = Passive film caracterisation for new materials design : application to metallic bipolar plates of PEMFC systems by Olivier Lavigne( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'objectif de ce travail est de déterminer des solutions matériaux pour la réalisation de plaques bipolaires embouties, répondant aux spécifications techniques d'une utilisation en milieu pile à combustible de type PEMFC. Sur la base des propriétés d'usage, l'acier 316L a été proposé comme matériau de référence. Pour autant la conductivité de sa couche passive formée en surface reste faible, et fait ainsi chuter les performances de la pile. La modification de la surface de ce matériau est donc indispensable. La première voie développée dans ce travail a été d'élaborer un dépôt par PVD de type CrN sur cet acier. La structure, ainsi que les propriétés de résistance à la corrosion et de conductivité des couches passives formées sur ces matériaux, dépendent de la teneur en azote du revêtement et de la nature du substrat. La caractérisation ex-situ du revêtement dit 'haut azote' élaboré sur acier, montre que celui-ci répond à la problématique posée. Toutefois, ces matériaux induisent un coût supplémentaire dû au process et nécessitent une bonne tenue à l'emboutissage. La deuxième approche de modification de surface a donc été la fonctionnalisation de la couche passive existante sur l'acier 316L. L'ajout par voie électrochimique de Ce dans les couches d'oxydes à permis d'en modifier les propriétés. Ce traitement préserve la résistance à la corrosion du matériau, tout en diminuant la valeur de la résistance de contact interfaciale de 78%. Sur la base du traitement précédent, il a pu être proposé de nouvelles nuances d'aciers intégrant quelques % massique d'éléments dopants (Ce, Ta) dans le but de 'fonctionnaliser' le film passif. Les caractérisations physico-chimiques de ces nuances ont montré l'intérêt de tels alliages pour l'application visée. En effet, tout en maintenant de bonnes propriétés de résistance à la corrosion, une diminution importante des valeurs de résistances de contact interfaciale est observée. Bien que certaines spécifications n'atteignent pas encore les valeurs souhaitées, ce travail valide une démarche originale de choix de matériaux
Dépôt en couches minces de nickel chimique multifonctionnel by Igor Forestier( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Primary dry pumps dedicated to manufacturing processes in microelectronics are subjected to highly corrosive environments that are increasingly oxidizing and halogenous (Cl2, F2 and O2). However, for mechanical and economic reasons, the functional parts of the pumps are machined in EN-GJS-500-7 spheroidal graphite cast iron. The cast iron is consequently protected by a nickel-phosphorus chemical deposit. This thesis is based on classical studies on the kinetics and the nickel-plating mechanism on the one hand, and on the optimization of the mechanical properties and corrosion resistance of the NiP layers on the other hand. The innovative nature of this work is based on the production of NiP layers on a spheroidal graphite cast iron substrate.The study of the kinetics of nickel-plating as well as the morphological characterization of coatings as a function of the deposit time showed the influence of the chemical nature of the substrate. The flush graphite spheres on the surface of the substrate being not a catalyst for the chemical nickel, they can cause defects in the coating and a loss of compliance. It has been shown that a cathodic polarization of the surface of the substrate, in the first moments of the deposit, could initiate the nickel-plating right on the graphite spheres.A relationship exists between the microstructure of the deposits as a function of the thermal treatments undergone and the mechanical properties of the NiP layers. The amorphous NiP deposits have a low hardness and a ductile behavior while crystallized deposits have a high hardness and a brittle behavior. These deposits have a good resistance to corrosion in halogenated environments when they are intact. Actually, at the industrial level, the most brittle deposits are chosen, although they have a lower corrosion résistance: indeed, the service life of the pumps is higher because the seizing effect are minimized.Keywords: electroless nickel, resistance to corrosion, spheroidal graphite cast iron, physicochemical characterization, thin layers, mechanical durability
 
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