Analyse quantitative du prétraitement de surface en couplant in situ spectro-électrochimie et électrogravimétrie – QUEENE

La compréhension des mécanismes de formation et de réactivité de nouveaux films anticorrosion est primordiale afin de remplacer les matériaux traditionnels basés notamment sur le Cr(VI) qui est connu pour sa toxicité. Une bonne alternative peut être basée sur des hydroxydes doubles lamellaires (HDLs) qui sont considérés comme des matériaux de traitement de surface plus écologiques et aussi plus efficaces grâce à des caractéristiques uniques d’échange anions/cations et des propriétés d’auto-cicatrisation. L’objectif de ce projet est de comprendre quantitativement chaque étape de la formation de ces films (e.g., les HDLs ou des revêtements de conversion) et d’étudier la réactivité de ceux-ci en développant un nouveau couplage entre la spectroélectrochimie d’émission atomique (AESEC) et la microbalance à quartz électrochimique (EQCM). L’AESEC donne directement la vitesse de dissolution des éléments en temps réel pour une combinaison matériau/électrolyte donnée lors de tests électrochimiques. De son côté, l’EQCM mesure le changement massique/mécanique de ces films et une technique plus poussée de l’EQCM, l’ac-électrogravimétrie, permet d’analyser les réactions (électro)chimiques complexes mises en jeu. Le couplage EQCM-AESEC donnera une information complémentaire à l’échelle atomique en temps réel relative à des changements de masse/mécanique ou des mécanismes d’échanges/relargages, processus qui n’ont pas été clairement élucidés à ce jour. La formation et la réactivité des MgAl-, ZnAl-HDLs sur les alliages à base de Mg, Al, et Zn seront analysées grâce à ce couplage AESEC-EQCM et des caractérisations in situ/ex situ pour identifier les espèces chimiques formées à chaque étape de réaction. L’AESEC-EQCM sera également associée à la spectroscopie d’impédance électrochimique et au bruit électrochimique pour compléter l'interprétation des mesures, par exemple en discriminant les mécanismes de réactions faradiques et non faradiques lors de la formation des films protecteurs.