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Etude du rôle des éléments d'alliage sur la dissolution, la passivation et la corrosion des alliages à haute entropie (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 6 août 2021

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Informations générales

Référence : UMR7197-VINVIV-001
Lieu de travail : PARIS 05
Date de publication : vendredi 16 juillet 2021
Nom du responsable scientifique : Vincent Vivier
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les alliages à haute entropie (ou alliages à éléments principaux multiples) représentent une classe émergente de matériaux composés de cinq éléments d'alliage ou plus en concentrations presque équimolaires. Ces alliages ont démontré une combinaison exceptionnelle de propriétés telles qu'une résistance et une ductilité élevées, une meilleure résistance à la fatigue, une ténacité à la rupture et une stabilité thermique. Ils présentent un potentiel considérable pour être utilisés comme matériaux résistants à la corrosion, notamment dans des environnements extrêmes. L'absence d'un élément primaire unique dans le HEA rend toutefois le développement de l'alliage extrêmement difficile. Ceci est particulièrement vrai en ce qui concerne l'optimisation de la résistance à la corrosion qui dépend des interactions chimiques et électrochimiques des éléments individuels de l'alliage.

Le but de ce projet est d'identifier le rôle des éléments individuels de l'alliage sur les mécanismes de formation du film passif et de la corrosion. Ces résultats devraient ouvrir une voie vers l'identification de la composition / microstructure optimale pour la résistance à la corrosion en offrant un guide scientifique pour naviguer dans l'espace complexe de la composition des alliages.
Les questions qui seront abordées dans ce projet de doctorat sont les suivantes : Comment se forme la couche passive sur ces alliages ? Quelle est l'influence des ions halogénures sur la dégradation de la couche passive ? Pouvons-nous étudier un événement individuel (par exemple, une fosse) depuis l'initiation jusqu'aux étapes de repassivation ?

Contexte de travail

Aspects expérimentaux
L'étudiant acquerra de l'expérience avec une variété de techniques électrochimiques ainsi que l'élaboration et la caractérisation métallurgique en collaboration avec nos partenaires de l'ENSCP (Paris).
Electrochimie. Les méthodes électrochimiques conventionnelles seront utilisées pour caractériser ces alliages, en particulier la spectroscopie d'impédance afin de suivre operando la formation/évolution du film passif en fonction du temps et du potentiel appliqué. Cependant, ce type de recherche est difficile à interpréter pour le HEA en raison du grand nombre d'éléments qui peuvent contribuer à la réponse électrochimique de l'alliage. Dans un deuxième temps, ce projet s'appuiera sur une technique récemment développée permettant de générer à volonté une seule fosse. Elle devrait permettre de suivre les différentes étapes de la corrosion par piqûre, de son initiation à sa propagation à long terme. Dans une dernière étape, cette technique sera appliquée à une nouvelle technique d'électrochimie résolue par élément pour caractériser la contribution de chaque élément d'alliage individuel à la dissolution et à la formation de film passif des alliages (disponible à l'ENSCP).
Autres méthodes spectroscopiques :
D'autres techniques seront utilisées selon les besoins, notamment l'analyse par MEB, diverses formes de spectroscopie de surface telles que la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), la spectroscopie d'émission optique par décharge lumineuse, etc.
Métallurgie : La synthèse et la caractérisation d'un alliage à haute entropie avec une composition et une microstructure variables seront entreprises en utilisant des méthodes de traitement métallurgique spécialisées. La caractérisation des microstructures sera effectuée à l'aide de la microscopie électronique à balayage, de la microscopie électronique à transmission, de la diffraction des électrons rétrodiffusés et de la microanalyse des rayons X à dispersion d'énergie.
Réalisation de films modèles : La caractérisation électrochimique des films d'oxyde à environnement et conditions électrochimiques variables sera étudiée en préparant des films d'oxyde modèles sur des substrats inertes par pulvérisation radiofréquence sous vide (collaboration avec l'Université de Brest). De cette façon, la contribution du film passif au mécanisme global de dissolution/corrosion pourra être distinguée de celle du substrat.

Contraintes et risques

Pas de risque particulier pour ce projet

Informations complémentaires

Projet ANR TAPAS

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