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Passivation

1850
  • Christian Friedrich Schönbein
Scientifique des matériaux effectuant une passivation sur des échantillons d'acier inoxydable dans un laboratoire.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La passivation est le processus par lequel un matériau devient « passif », c'est-à-dire moins sensible aux facteurs environnementaux tels que la corrosion. Elle implique la formation spontanée d'une surface très fine et non réactive. film Cette couche fait office de barrière, protégeant le matériau principal de toute attaque ultérieure. Il s'agit généralement d'une couche d'oxyde ou de nitrure de quelques nanomètres d'épaisseur.

Le mécanisme de passivation est électrochimique. Lorsqu'un métal réactif comme le chrome, l'aluminium ou titane Lorsqu'un métal est exposé à un environnement oxydant (comme l'air ou certains acides), sa surface s'oxyde rapidement. Si l'oxyde métallique obtenu est stable, dense, non poreux et adhère bien à la surface du métal, il forme une couche passive protectrice. Cette couche est extrêmement fine, souvent de seulement 1 à 3 nanomètres, mais elle suffit à ralentir considérablement la corrosion en empêchant le contact direct entre le métal et l'environnement corrosif.

La stabilité de ce film passif dépend de l'environnement, notamment du pH et de la présence de certains ions tels que les chlorures. Par exemple, la couche d'oxyde de chrome ([latex]Cr_2O_3[/latex]) qui recouvre l’acier inoxydable est très efficace dans de nombreux environnements, mais peut être localement détruite par les ions chlorure, ce qui entraîne corrosion par piqûres. La dégradation et la régénération de cette couche passive constituent un processus dynamique. Si le film est rayé ou endommagé mécaniquement, le métal mis à nu se repassive souvent presque instantanément, une propriété appelée « auto-régénération ».

La passivation peut être un processus naturel ou être favorisée artificiellement par des traitements chimiques, tels que l'immersion de l'acier inoxydable dans de l'acide nitrique ou citrique afin d'éliminer le fer libre présent à la surface et de favoriser la formation d'une couche d'oxyde plus résistante, riche en chrome. Ce processus se distingue de l'application d'un revêtement, car la couche passive se forme à partir du métal de base lui-même.

UNESCO Nomenclature: 3314
- Science des matériaux

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Découverte de métaux réactifs comme le chrome et l'aluminium
  • Premières observations de métaux résistant à la corrosion dans des acides spécifiques
  • Développement des théories électrochimiques

Applications

  • résistance à la corrosion de l'acier inoxydable (couche d'oxyde de chrome)
  • du titane biocompatibilité dans implants médicaux (couche de dioxyde de titane)
  • anodisation de l'aluminium pour la protection et la couleur
  • protection des plaquettes de silicium en microélectronique

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • couches passives auto-cicatrisantes incorporant des microcapsules d'agents oxydants
  • nanostructuré films passifs présentant une résistance accrue à la corrosion par piqûres de chlorure
  • couches passives bioactives sur implants médicaux favorisant l'intégration osseuse
  • films passifs photocatalytiques (par exemple, le TiO₂) destinés à autonettoyant surfaces
  • revêtements intelligents qui peuvent induire électrochimiquement une passivation en réponse aux dommages
  • techniques de passivation pour alliages à haute entropie dans des environnements extrêmes
  • traitements de surface à base de laser pour créer des couches passives très stables et épaisses
  • passivation des composants métalliques dans les batteries de nouvelle génération pour prolonger la durée de vie du cycle
En rapport avec : passivation, film passif, résistance à la corrosion, acier inoxydable, oxyde de chrome, titane, anodisation, science des surfaces.

Contexte historique

Passivation

1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
1850
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
1850

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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