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Création de surfaces poreuses sur des aciers inoxydables par réduction d'oxydes sous H2 à haute température / Valentin Badin ; sous la direction de Evelyne Darque-Ceretti

Auteur principal : Badin, Valentin, 1989-....Auteur secondaire : : Darque-Ceretti, Evelyne, 1949-...., Directeur de thèse, Membre du jury;Portella, Pedro Dolabella, 1955-...., Président du jury de soutenance;Patisson, Fabrice, 1958-...., Rapporteur de la thèse;Wouters, Yves, Rapporteur de la thèse, Membre du jury;Forêt, Pierre, Membre du juryAuteur secondaire collectivité : Université de Recherche Paris Sciences et Lettres - PSL Research University, Organisme de soutenance;École doctorale Sciences fondamentales et appliquées, Nice, Ecole doctorale associée à la thèse;École nationale supérieure des mines, Paris, Autre partenaire associé à la thèse;Centre de mise en forme des matériaux, Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes, Laboratoire associé à la thèsePublication :2016Dewey: 660.2Classification : 660Résumé : Un procédé de création de surfaces poreuses sur deux aciers inoxydables respectivement austénitique et ferritique a été étudié. Ce procédé est en deux étapes. Une couche d’oxyde, dont l’épaisseur et la composition sont contrôlées, est d’abord générée par de la vapeur d’eau à 1100 °C. Puis cette couche est ensuite réduite par du dihydrogène à haute température. Ces travaux ont pour objectifs de mieux comprendre les mécanismes de formation des pores ainsi que l’influence des divers paramètres de réaction, tant pour l’oxydation que pour la réduction.Une caractérisation complète des couches d’oxydes a été d’abord réalisée. Le principal paramètre influent est la structure de l’alliage, austénitique ou ferritique. Par la suite, les surfaces poreuses ont été étudiées afin d’établir, étape par étape, les mécanismes mis en jeu.Il a été établi que la non-stœchiométrie des oxydes de fer préalablement formés sur l’acier austénitique est à l’origine de la formation des pores sur la surface de cet acier.Un nouveau type de porosité a pu être obtenu par la formation préalable de couches d’oxydes riches en chrome formées sur l’acier ferritique. Les morphologies ainsi que les mécanismes sont ici totalement différents. Un processus de formation des pores spécifique a été proposé.; A process for pore creation on the surface of two stainless steels, respectively austenitic and ferritic, has been investigated. That process follows two steps. An oxide scale with controlled thickness and composition is firstly generated by water vapour exposition at 1100 °C. That layer is subsequently reduced at high temperature by dihydrogen. The present work aims to better understand the mechanisms of pore formation and the influence of various reaction parameters on both oxidation and reduction course.A comprehensive characterisation of the oxide layers has been first performed. The main parameter is the alloy structure, austenitic or ferritic. The porous surfaces have been thereafter studied to establish step by step the formation mechanisms involved.It was demonstrated that the non-stoichiometry of iron oxides formerly developed on the austenitic steel is behind the pore growth mechanism on that steel.A new kind of porosity could be obtained through the preliminary building of chromium-rich oxide scales on the ferritic steel. The morphologies are in that case completely different as well as the pore formation mechanism. A specific process for the pore growth has been proposed..Thèse : .Sujet - Nom d'actualité : Chimie des surfaces -- Oxydation -- Thèses et écrits académiques ;Porosité -- Thèses et écrits académiques ;Acier inoxydable -- Thèses et écrits académiques ;Acier inoxydable austénitique -- Thèses et écrits académiques Ressource en ligneAccès au texte intégral | Accès en ligne | Accès en ligne
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Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice)

Partenaire(s) de recherche : École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse), Centre de mise en forme des matériaux (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) (Laboratoire)

Autre(s) contribution(s) : Pedro Dolabella Portella (Président du jury) ; Evelyne Darque-Ceretti, Yves Wouters, Pierre Forêt (Membre(s) du jury) ; Fabrice Patisson, Yves Wouters (Rapporteur(s))

Thèse de doctorat Sciences et génie des matériaux Paris Sciences et Lettres 2016

Un procédé de création de surfaces poreuses sur deux aciers inoxydables respectivement austénitique et ferritique a été étudié. Ce procédé est en deux étapes. Une couche d’oxyde, dont l’épaisseur et la composition sont contrôlées, est d’abord générée par de la vapeur d’eau à 1100 °C. Puis cette couche est ensuite réduite par du dihydrogène à haute température. Ces travaux ont pour objectifs de mieux comprendre les mécanismes de formation des pores ainsi que l’influence des divers paramètres de réaction, tant pour l’oxydation que pour la réduction.Une caractérisation complète des couches d’oxydes a été d’abord réalisée. Le principal paramètre influent est la structure de l’alliage, austénitique ou ferritique. Par la suite, les surfaces poreuses ont été étudiées afin d’établir, étape par étape, les mécanismes mis en jeu.Il a été établi que la non-stœchiométrie des oxydes de fer préalablement formés sur l’acier austénitique est à l’origine de la formation des pores sur la surface de cet acier.Un nouveau type de porosité a pu être obtenu par la formation préalable de couches d’oxydes riches en chrome formées sur l’acier ferritique. Les morphologies ainsi que les mécanismes sont ici totalement différents. Un processus de formation des pores spécifique a été proposé.

A process for pore creation on the surface of two stainless steels, respectively austenitic and ferritic, has been investigated. That process follows two steps. An oxide scale with controlled thickness and composition is firstly generated by water vapour exposition at 1100 °C. That layer is subsequently reduced at high temperature by dihydrogen. The present work aims to better understand the mechanisms of pore formation and the influence of various reaction parameters on both oxidation and reduction course.A comprehensive characterisation of the oxide layers has been first performed. The main parameter is the alloy structure, austenitic or ferritic. The porous surfaces have been thereafter studied to establish step by step the formation mechanisms involved.It was demonstrated that the non-stoichiometry of iron oxides formerly developed on the austenitic steel is behind the pore growth mechanism on that steel.A new kind of porosity could be obtained through the preliminary building of chromium-rich oxide scales on the ferritic steel. The morphologies are in that case completely different as well as the pore formation mechanism. A specific process for the pore growth has been proposed.

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