Étude des revêtements hybrides Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 comme protection d'ultra

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 19363 (2022) Citer cet article

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La faible résistance à la corrosion est un problème important des alliages de magnésium, en particulier des alliages magnésium-lithium ultra-légers. Le traitement de surface est un moyen d'améliorer leur résistance à la corrosion. L'article présente les résultats d'essais de revêtements Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 obtenus dans un procédé hybride combinant les méthodes PVD et ALD et le revêtement ALD de type Al2O3 + TiO2 obtenu sur AE42 (Mg–4Li–2RE) et LAE442 (Mg–4Li–4Al–2RE). Des études structurales ont été réalisées en utilisant la microscopie électronique à balayage et à transmission (SEM et TEM), la microscopie à force atomique et les méthodes spectroscopiques EDS et XPS. Des tests potentiodynamiques et une spectroscopie d'impédance électrochimique EIS dans une solution de NaCl 0,05 M ont été effectués pour déterminer les propriétés électrochimiques des matériaux testés. De plus, des tests de mouillabilité de surface et de propriétés tribologiques à l'aide de la méthode bille sur disque ont été réalisés. Sur la base de l'analyse des courbes de polarisation anodique et de l'analyse de Tafel, il a été constaté que le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 présentait les meilleures propriétés potentiodynamiques sur les deux substrats. En particulier, sur le substrat magnésium-lithium, la valeur de la résistance de polarisation de ce revêtement hybride est Rpol = 14 × 103 Ω × cm2, et la valeur du courant de corrosion est jcorr = 0,4 µA/cm2. Pour le substrat LAE442 non revêtu, la résistance de polarisation est Rpol = 1,05 × 103 Ω × cm2 et la valeur du courant de corrosion est jcorr = 5,49 µA/cm2. Cette amélioration est due à l'effet synergique des technologies combinées PVD et ALD. L'étude a confirmé l'impact des revêtements hybrides sur l'amélioration des propriétés anti-corrosion et tribologiques des alliages de magnésium ultra-légers.

Pendant de nombreuses années, en raison d'excellentes propriétés telles qu'une résistance spécifique élevée, une capacité d'amortissement élevée et la recyclabilité requise et la faible densité, les alliages de magnésium et de lithium ont été largement utilisés principalement dans l'électronique grand public et l'industrie automobile. L'ajout de lithium dans les alliages de magnésium se traduit par une meilleure formabilité et une très faible densité. À l'inverse, l'ajout d'aluminium aux alliages Mg-Li améliore la résistance et augmente légèrement la densité, réduisant ainsi l'allongement. Outre ces avantages incontestables, l'alliage Mg-Li présente les inconvénients suivants : faible dureté et faible résistance à la corrosion. Alors que les propriétés mécaniques des alliages de magnésium peuvent être efficacement améliorées en modifiant la composition chimique et le traitement thermique et plastique, un gros problème est l'amélioration de leur résistance à la corrosion1,2,3,4,5.

À cette fin, le traitement de surface de ces matériaux est de plus en plus souvent utilisé, à la recherche de matériaux de revêtement optimaux dans un système monophasé ou multiphasé. Le gros problème est de trouver un tel revêtement ou système de couches qui soit « multifonctionnel », c'est-à-dire résistant non seulement à la corrosion mais aussi chimiquement stable, non toxique, ayant de bonnes propriétés optiques et électriques, d'excellentes propriétés hydrophiles et hydrophobes, et de bonnes propriétés photocatalytiques. propriétés après exposition à la lumière UV. L'analyse des travaux de recherche montre qu'une telle gamme de propriétés physico-chimiques peut être assurée, notamment, par les oxydes métalliques obtenus par les méthodes de dépôt physique en phase vapeur (PVD) et de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), y compris la technique de dépôt atomique de couches ALD6 ,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23.

Parmi les revêtements obtenus par la méthode PVD sur le substrat des alliages de magnésium AZ91D avec d'excellentes propriétés physicochimiques, une résistance élevée à la corrosion, une dureté et une résistance à l'abrasion, on peut distinguer le revêtement ZrO2 appliqué avec la technique RFPVD, ce qui a été confirmé par les auteurs en10. Un autre revêtement PVD qui améliore notamment la résistance à la corrosion est le revêtement ZnO et le revêtement duplex ZnO/MWCNT. Dans les travaux de recherche11, il a été constaté que la couche de MWCNT chimiquement inerte obtenue par revêtement par immersion remplissait les imperfections (micropores et microfissures) du revêtement ZnO obtenu par la technique PVD, empêchant la formation de centres de corrosion dans le revêtement, augmentant ainsi la corrosion. résistance, dans ce cas, il s'agissait du substrat en alliage magnésium Mg–0,8Ca–3Zn. En utilisant la méthode de pulvérisation magnétron PVD, dans le cadre de la recherche in12, différents revêtements ont été appliqués sur le substrat de l'alliage Mg–3Sn : une couche Si1−xCx, un revêtement Si1−xCx avec une couche intermédiaire Mg et une combinaison de Mg/ Couches AlTi/Si1−xCx. Les auteurs ont montré que le revêtement Si1−xCx améliorait la conductivité thermique du matériau ainsi que sa résistivité électrique et sa résistance à la corrosion sans réduire les propriétés de l'alliage de magnésium lui-même. À son tour, l'intercalaire AlTi a amélioré l'adhérence du revêtement au matériau de base12.

L'une des méthodes prometteuses de production de ce type de matériaux de revêtement, en plus des techniques PVD, est la méthode de dépôt atomique de couches ALD, qui permet d'obtenir des couches de haute qualité et d'épaisseur contrôlée, même sur des surfaces aux formes complexes. Avec cette méthode, nous pouvons obtenir de nombreux oxydes, TiO2, ZrO2, SiO2, CeO2 et Al2O3, qui offrent principalement une résistance élevée à la corrosion et à l'abrasion, une stabilité chimique et thermique élevée, une stabilité électrique et une isolation thermique, une dureté et une résistance élevées. En 13, les auteurs ont montré une amélioration de la résistance à la corrosion de l'alliage de magnésium AZ31 avec un revêtement ZrO2 de 100 nm d'épaisseur. De nombreuses études montrent que la phase TiO2, notamment de structure amorphe, possède d'excellentes propriétés anti-corrosion en monocouche (appliquée sur un alliage de magnésium - travail14) ou en couche de scellement dans un revêtement hybride PVD/ALD Revêtement PVD (obtenu sur des substrats en acier résistant à la corrosion et alliages d'aluminium 15,16). Les auteurs ont confirmé les avantages des revêtements hybrides PVD/ALD sur différents substrats en testant les systèmes de revêtement suivants : CrN/Al2O3 + TiO2, TiAlN + TiN/Al2O3, TiCN/Al2O3 et le revêtement bimodal TiO2/nanoTiO2. Les systèmes de revêtement multicouches décrits conduisent à une augmentation de la résistance à la corrosion et à une diminution de la densité de courant de corrosion du revêtement. Par rapport au substrat, la résistance à la corrosion de tels revêtements augmente de plusieurs dizaines de pour cent. De plus, les phases de nitrure appliquées obtenues par les techniques PVD dans ces systèmes de revêtement augmentent la dureté de l'ensemble du système, contribuant ainsi à une augmentation de la résistance à l'abrasion. Dans certains cas, une hydrophobicité améliorée a également été observée15,16,17,18,19,20,21,22.

L'analyse de la littérature ci-dessus montre que les revêtements hybrides multicouches offrent une meilleure résistance à la corrosion des matériaux que les couches simples, car la couche externe remplit les discontinuités de la couche intermédiaire, la scelle et élimine la possibilité que l'agent corrosif pénètre dans le revêtement dans le substrat par des défauts dans l'intermédiaire. couche. Des propriétés barrières accrues de pénétration de l'agent corrosif pour les revêtements ALD dans les systèmes multicouches ont également été constatées. Habituellement, la couche Al2O3 en tant qu'excellente barrière à la perméation est combinée avec une autre couche chimiquement plus durable, par exemple les nanolaminés Al2O3 + SiO2, Al2O3 + TiO2, Al2O3 + HfO2 et Al2O3 + ZrO2. Outre la combinaison de bonnes propriétés de barrière avec leur durabilité chimique, une autre raison suggérée pour améliorer les propriétés fonctionnelles des systèmes de revêtement testés est l'élimination des défauts dans le revêtement en séparant les couches cristallisées des amorphes23.

À la suite d'une analyse de la littérature et sur la base de leurs recherches14,15,16, les auteurs du présent travail ont appliqué les systèmes de revêtement suivants à des substrats en alliage de magnésium, qui n'ont pas encore été étudiés :

Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 ont été obtenus par une méthode hybride PVD/ALD.

Revêtement Al2O3/TiO2 obtenu par une seule technique ALD.

Dans ces systèmes hybrides, la couche de Ti (PVD) a pour mission d'améliorer l'adhérence du revêtement au substrat. À son tour, la couche PVD TiO2 doit assurer une durabilité et une résistance à la corrosion adéquates des matériaux testés. D'autre part, les couches ALD, dont Al2O3, une excellente barrière de perméabilité, et le TiO2, chimiquement plus durable et à haute résistance à la corrosion, assurent une bonne étanchéité des revêtements PVD dans le système hybride. De plus, le revêtement ALD à technique unique a été testé à des fins de comparaison. La nouveauté de ce travail est que sur ce type de substrats, de tels systèmes de revêtement constitués de ces phases (couches) n'ont pas été appliqués et étudiés aussi en détail. Par conséquent, cette étude examine la structure et les propriétés fonctionnelles des revêtements Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 obtenus par la méthode hybride PVD/ALD et du revêtement Al2O3/TiO2 obtenu par une seule technique ALD sur des substrats en alliage de magnésium.

Les revêtements ont été réalisés sur des substrats en alliages de magnésium de type AE42 (Mg–4Al–2RE) et LAE442 (Mg–4Li–4Al–2RE). Des échantillons de substrat ronds d'un diamètre de 14 mm et d'une épaisseur d'environ 5 mm ont été utilisés. Avant le revêtement, les substrats ont été meulés et finalement polis sur un abrasif de 1 µm. Avant revêtement, les échantillons ont été rincés dans un bain à ultrasons avec de l'acétone et séchés à l'air comprimé.

Des revêtements tels que Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 ont été obtenus en utilisant la méthode hybride PVD/ALD. Un revêtement Al2O3/TiO2 a également été déposé avec une seule technique ALD. Les couches de Ti et TiO2 ont été déposées par pulvérisation magnétron MS-PVD à l'aide d'un appareil Kurt J Lesker PVD 75 (Clairton, PA, USA). Le dépôt des couches avec la méthode MS-PVD a été précédé d'un chauffage des substrats à 100 ° C et d'un nettoyage à l'argon ionisant. Les paramètres du procédé sont présentés dans le tableau 1.

Un réacteur Beneq P400 (Espoo, Finlande) a été utilisé pour déposer les bicouches ALD Al2O3 + TiO2. Les analyses d'étalonnage pour Al2O3 et TiO2 et Al2O3 + TiO2—bicouche ont été effectuées avant l'analyse de l'échantillon. L'épaisseur et l'indice de réflexion ont été mesurés à partir de morceaux de moniteur en silicium provenant des séries en utilisant l'ellipsométrie. La conception des expériences comprend un échantillon exécuté au total, comme indiqué dans le tableau 2.

Les observations de la structure des matériaux testés, des mécanismes de corrosion et des mécanismes d'usure tribologique ont été faites à l'aide d'un microscope électronique à balayage (MEB) Zeiss Supra 35 (Zeiss, Oberkochen, Allemagne). La recherche a été effectuée à l'aide de la détection d'électrons rétrodiffusés (détecteurs SE et InLens) et la composition chimique dans les microrégions a été analysée à l'aide de la détection de l'énergie caractéristique des rayons X (EDS). Les tests ont été effectués dans une plage de tension d'accélération de 5 à 20 kV.

Des études de morphologie ont été réalisées à l'aide du microscope à force atomique (AFM) Park System XE-100 (Suwon, Corée) en mode sans contact. Un mode sans contact a été utilisé avec une constante élastique de sonde de 40 N/m et une fréquence de résonance de 300 kHz.

Les tests de films minces à partir de la section transversale de revêtements hybrides ont été effectués à l'aide du microscope électronique à balayage et à transmission haute résolution Titan 80–300 (S / TEM) de FEI (Eindhoven, Pays-Bas). La spectroscopie EDS a été utilisée pour analyser la composition chimique dans des micro-régions. Les tests ont été effectués à une tension d'accélération de 300 kV.

La composition chimique de surface a été analysée par la méthode XPS en utilisant un spectromètre photoélectronique (ESCA/XPS) avec un analyseur semi-sphérique EA15 (PREVAC). La source de rayonnement Mg Kα (1253,6 eV) était la lampe RS 40B1 (PREVAC) d'une puissance de 180 W. La résolution en énergie du spectromètre pour la raie Ag 3d5/2 était de 0,9 eV (pour l'énergie de transition de l'analyseur égale à 100 eV). Le spectromètre a été calibré selon la norme ISO 15472 : 2010. Le niveau de vide pendant la mesure des spectres était d'environ 1 × 10–9 mbar.

Les études des propriétés électrochimiques ont été réalisées avec la méthode potentiodynamique et la spectroscopie d'impédance électrochimique EIS dans une solution de NaCl 0, 05 M en utilisant le potentiostat / galvanostat ATLAS 0531EU d'Atlas Sollich (Rębiechowo, Pologne). Les tests de corrosion ont été réalisés dans un système à trois électrodes : l'électrode de référence était une électrode Ag/AgCl, et l'électrode auxiliaire était en fil d'acier inoxydable. Les tests de résistance à la corrosion ont été réalisés en deux étapes :

Détermination du potentiel de circuit ouvert (Eocp) pendant 1 h ;

La méthode potentiodynamique du potentiel de démarrage Estart = Eocp–100 mV à Efinish = 1 V ou densité de courant 1 mA/cm2, le taux d'augmentation du potentiel était de 1 mV/s.

Les grandeurs électriques caractéristiques décrivant la résistance à la corrosion, c'est-à-dire la densité de courant (jcorr) et le potentiel de corrosion (Ecorr), ainsi que la résistance de polarisation (Rpol), ont été déterminées à l'aide de la méthode Tafel et du logiciel AtlasLab.

La deuxième méthode de recherche était la spectroscopie d'impédance (EIS), dans laquelle, d'abord, pendant 15 min, les échantillons ont été stabilisés dans l'environnement de test sans flux de courant, puis avec un flux forcé à travers un système AC solidifié à une amplitude de 10 mV dans la fréquence gamme de 100 kHz à 10 MHz. Les résultats sont présentés sous forme de diagrammes de Nyquist et de Bode. Pour reproduire fidèlement les relations apparaissant dans le processus électrochimique examiné, on leur a attribué un système électrique de substitution, à l'aide des logiciels AtlasLab et EC-Lab, dans lequel les courbes générées numériquement ont été ajustées à celles enregistrées dans l'expérience, et en dehors des résistances typiques et une inductance, des éléments CPE à phase fixe (CPE) ont été utilisés (Constant Phase Element).

Les propriétés tribologiques des revêtements ont été déterminées par la méthode bille sur plaque en utilisant un tribomètre standard CSM Instruments. Le contre-échantillon était une bille de carbure cémenté WC-Co d'un diamètre de 6 mm. Les conditions de test étaient les suivantes : température ambiante, humidité env. 50 %, vitesse linéaire v = 0,5 cm/s, force normale Fn = 0,5 N, diamètre de la trajectoire d'essuyage 5 mm. Le nombre maximal de cycles est de 500, un cycle constituant une révolution complète de l'échantillon d'essai. La force de frottement a été enregistrée pendant le test et le coefficient de frottement µ a été déterminé.

À la suite des recherches sur la morphologie des revêtements hybrides, il a été constaté que les revêtements ont une structure compacte sans pores ni discontinuités (Fig. 1). Il existe des irrégularités (rayures) sur la surface des revêtements testés, qui sont les résidus de la préparation du substrat pour le revêtement par meulage et polissage. Sur la base de l'analyse des résultats des études de morphologie au microscope à force atomique AFM, il a été constaté que le type de substrat recouvert affecte de manière significative la morphologie. Les deux revêtements hybrides testés sur le substrat en alliage de magnésium sans lithium AE42 (Fig. 1a, c) montrent une structure granulaire à l'échelle nanométrique avec une taille de grain moyenne d'environ 80 nm. Dans le cas de substrats en alliages de magnésium avec du lithium LAE442, la morphologie des revêtements testés est composée d'amas d'une taille de 300 à 800 nm constitués de sous-grains d'une taille comprise entre 160 et 260 nm (Fig. 1b,d). L'analyse de la composition chimique par la méthode EDS sur les surfaces testées a confirmé la présence d'éléments en titane et en aluminium adaptés aux revêtements hybrides. De plus, il y a une réflexion intense du substrat de magnésium (Fig. 2).

Morphologie des revêtements PVD/ALD (SEM, AFM) : (a) Ti/Al2O3 + TiO2 sur AE42, (b) Ti/Al2O3 + TiO2 sur LAE442, (c) Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur AE42, (d) ; Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur LAE442.

Diagramme de dispersion d'énergie des rayons X de la zone illustrée à la Fig. 1.

L'examen de la structure des films minces à partir de la section transversale des deux revêtements hybrides sur un substrat en alliage AE 42 dans un microscope électronique à transmission à haute résolution a confirmé la structure en couches des revêtements (Fig. 3, 4). L'épaisseur des couches PVD est Ti = 31 nm et TiO2 = 92 nm dans les revêtements Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, respectivement. Les épaisseurs des couches ALD sont respectivement Al2O3 = 20 nm et TiO2 = 40 nm et sont cohérentes avec les hypothèses et mesures ellipsométriques de l'épaisseur des couches témoins sur substrats de silicium. Les deux couches obtenues par la méthode PVD présentent des structures cristallines. L'analyse structurale par diffraction électronique a montré que la couche de titane dans le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2 a un réseau hexagonal (P63/mmc) Ti-α, tandis que l'oxyde de titane dans le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 a un réseau tétragonal ( P42mnm) TiO2-rutile.

Structure (HR-TEM) du revêtement hybride Ti/Al2O3 + TiO2 sur substrat en alliage AE 42 : (a) toute la section du revêtement, (b) couche de Ti (avec diagramme de diffraction).

Structure (HR-TEM) du revêtement hybride Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur substrat en alliage AE 42 : (a) toute la section du revêtement, (b) couche TiO2 PVD (avec diagramme de diffraction) (c,d) Couches Al2O3 + TiO2 ALD.

De plus, sur la base des recherches présentées, il n'est pas facile de distinguer la frontière de phase entre la couche de titane et l'oxyde de titane dans la bicouche Ti + TiO2 obtenue par la technique PVD. Les observations de la structure des couches ALD en champ clair à haute résolution nous ont permis d'établir qu'elles montrent la présence de monocristaux cubiques dans la matrice amorphe (Fig. 4c, d). Les tailles de cristallites vont de 4 à 8 nm. La structure obtenue résulte de la nucléation de phases cristallines dans une matrice amorphe.

De plus, l'analyse de la composition chimique dans les micro-zones a confirmé la présence d'éléments chimiques adaptés à une couche donnée (Fig. 5). Les spectrogrammes des zones des couches d'oxyde de titane (Fig. 5a,c) (micro-zones X1 et X3 selon (Fig. 4a) sont dominés par les réflexions du titane. Par contre, dans le spectre EDS de l'oxyde d'aluminium micro-zone (Fig. 5b) (micro-zone X2), le reflet de l'aluminium domine. Tous les spectres ont des réflexions de l'oxygène et du magnésium. La présence de magnésium dans la zone de revêtement est sans aucun doute un effet secondaire de la préparation d'un film mince préparation pour les tests dans un microscope TEM en utilisant la méthode de gravure ionique FIB.D'autre part, l'oxygène est un composant des revêtements testés.

Diagramme de dispersion d'énergie des rayons X comme Fig. 4a de la zone : (a) X1, (b) X2, (c) X3.

Les études TEM du revêtement hybride Ti + TiO2 / Al2O3 + TiO2 sur un substrat en alliage magnésium-lithium de type LAE 442 ont montré des structures structurelles différentes par rapport à ce revêtement sur un substrat sans lithium (Fig. 6). Ce revêtement présente également une structure en couches. Cependant, la couche d'oxyde d'aluminium est plus épaisse, c'est-à-dire que l'épaisseur moyenne est de 200 nm. Les épaisseurs des autres couches sont similaires à celles du revêtement correspondant sur le substrat sans lithium. De plus, la couche d'Al2O3 est amorphe avec des régions d'atomes MRO (Medium Range Order). La couche ressemble à de l'écume de mer dans sa structure, qui est liée à la formation d'une solution de LiAlxOy due à la diffusion du lithium à partir du substrat. Des résultats similaires ont été obtenus dans les travaux24,25. La diffusion du lithium depuis le substrat est possible à travers la couche d'oxyde de titane obtenue par la méthode PVD car le lithium a une capacité de diffusion élevée dans le rutile26.

Structure (HR-TEM) du revêtement hybride Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur substrat en alliage LAE 442 : (a) toute la section transversale du revêtement, (b) couche ALD Al2O3 (LiAlxOy).

À la suite de l'examen XPS du revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 déposé sur le substrat LAE442, il a été constaté que le spectre d'étude présentait des raies photoélectriques caractéristiques des éléments O1s et Ti2p appartenant à la couche superficielle du revêtement testé ( figure 7). De plus, la présence des lignées N1s, C1s et Cl2p a été retrouvée. Sur la base de l'intensité de la raie et des concentrations obtenues, on peut conclure que le revêtement testé est recouvert d'une couche d'oxyde organique relativement épaisse contenant de l'azote et du chlore. Les spectres détaillés du carbone 1s, de l'oxygène 1s, du chlore 2p et du titane 2p ont également été analysés (Fig. 8). Il a été constaté qu'il existe des impuretés adsorbées à la surface du revêtement testé, en particulier des composés carbonés organiques (aliphates courts), de l'eau, des groupements alcool et éther, des groupements carbonyle et carboxyle et carbonate. Des chlorures ont également été trouvés. Les composants de Ti3+ –O et Ti4+ –O ont également été trouvés, qui correspondent aux oxydes de titane Ti2O3 et TiO2.

Spectre XPS du revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur substrat LAE442.

Spectres XPS pour le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur substrat LAE442 : (a) Spectre C 1s (A : C–C, B : C–OH + C–O–C, C : C = O, D : COOH, E : CO32−), (b) Spectre O 1s (A : O-métal, B : OC, C : H2O), (c) Spectre Cl 2p (A : Cl-métal), (d) Spectre Ti 2p (A : Ti3+–O, B : Ti4+–O).

La résistance à la corrosion des matériaux produits, en fonction des revêtements utilisés, a été réalisée dans un test potentiodynamique en enregistrant les courbes de polarisation anodique (Fig. 9), ce qui a permis l'utilisation de la méthode d'extrapolation de Tafel, dont les résultats sont présentés dans le tableau 3.

Courbes de polarisation potentiodynamique pour l'alliage LAE442 non revêtu et revêtu.

En analysant les valeurs caractéristiques déterminées par la méthode de Tafel, on peut conclure que les matériaux revêtus, tant dans le cas de l'alliage AE42 que de l'alliage LAE442, étaient caractérisés par des valeurs de densité de courant de corrosion plus faibles par rapport au matériau de base. La réduction de la valeur jcorr montre que les échantillons testés avec des revêtements se caractérisent par une résistance plus élevée aux effets corrosifs de l'environnement de test. Cependant, pour l'alliage AE42 avec le revêtement Al2O3 + TiO2 et les échantillons avec le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2, la valeur de résistance de polarisation a diminué de 4,2 kΩ cm2 pour l'échantillon non revêtu jusqu'à 2,7 et 1,5 kΩ cm2, respectivement. Dans le même temps, aucune différence significative n'a été enregistrée dans les valeurs de potentiel de corrosion pour ces trois matériaux. Cependant, la meilleure amélioration de la résistance a été démontrée pour l'échantillon avec revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, qui se caractérisait par la densité de courant de corrosion la plus faible de 0,33 µA/cm2 parmi les matériaux testés, la résistance de polarisation la plus élevée de 5,4 kΩ cm2 et un passage à des valeurs plus positives de 300 mV avec un potentiel de corrosion.

Aussi, pour l'alliage LAE442, une amélioration de la résistance à la corrosion a été observée après application de revêtements sur sa surface, et de même que pour l'alliage AE42, les meilleurs résultats ont été obtenus pour le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 dont la densité de courant a diminué à 0,4 µA/cm2 par rapport à la valeur de 5,5 µA/cm2 pour le substrat, et la résistance de polarisation est passée de 1,0 kΩ cm2 à 14 kΩ cm2. Le potentiel de corrosion de l'alliage étudié s'est également déplacé vers la droite, comme pour l'alliage AE42, du fait que le substrat était recouvert de revêtements, et la différence la plus significative de + 150 mV a été observée après le dépôt du Ti + TiO2/Al2O3 + Revêtement TiO2. De plus, la protection contre la corrosion (Pe), exprimée comme le rapport de la densité de courant de corrosion du revêtement testé (revêtement jcorr) au substrat non revêtu (substrat jcorr), montre la valeur la plus élevée pour le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur les deux substrats, soit plus de 90 % dans les deux cas.

L'évaluation des mécanismes de corrosion des matériaux testés après des essais potentiodynamiques a été basée sur le microscope électronique à balayage SEM (Fig. 10 ÷ Fig. 13). Le principal mécanisme de corrosion est la corrosion par piqûres. Les piqûres prennent diverses formes, notamment des formes rondes, oblongues et irrégulières. Les tailles des centres de corrosion dans le cas de substrats non revêtus sont de 300 à 700 µm et dans le cas de surfaces recouvertes des revêtements testés, dans la plage de 150 à 500 µm. Les dommages de corrosion observés comprennent des fissures et un délaminage du revêtement et un léger délaminage des couches PVD/ALD visibles aux bords des fissures des revêtements (Fig. 12c).

( a ) Morphologie de surface après un examen électrochimique de l'échantillon LAE442 non revêtu, ( b ) Tracé de dispersion d'énergie des rayons X de la zone X1 illustrée en ( a ).

De plus, l'analyse de la composition chimique dans les micro-zones de corrosion piquant à la fois les alliages de magnésium non revêtus (Fig. 10b) et les substrats exposés des échantillons revêtus montre la présence des éléments suivants : Mg, Al, O et Cl. La présence de ces éléments indique la formation d'oxydes de magnésium et de chlorures de magnésium en tant que produits de processus corrosifs. L'analyse de la composition chimique de la zone du revêtement près du délaminage et des piqûres a montré un ensemble similaire d'éléments avec du titane supplémentaire (Fig. 12d). La présence de ces éléments et des observations microscopiques (Figs. 11b, 12b,c, 13b) indiquent la cristallisation des oxydes et chlorures de magnésium à la surface du revêtement au niveau des fissures et délaminage des revêtements.

Morphologie de surface du revêtement Al2O3 + TiO2 sur le substrat en alliage LAE442 après le processus de corrosion.

( a – c ) Morphologie de surface du revêtement Ti + TiO2 / Al2O3 + TiO2 sur le substrat en alliage AE42 après processus de corrosion, ( d ) Diagramme de dispersion d'énergie des rayons X de la zone X1 illustrée en ( c ).

(a) Morphologie de surface du revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur le substrat en alliage LAE442 après le processus de corrosion, (b) vue des oxydes de magnésium cristallisés à la surface du revêtement près des piqûres de corrosion.

Pour caractériser plus complètement les propriétés électrochimiques des matériaux produits avec des revêtements, des tests de spectroscopie d'impédance ont été effectués pour eux, consistant à enregistrer des spectres d'impédance dans la gamme de fréquences de 100 kHz à 10 MHz. Les résultats enregistrés sont présentés dans les tracés de Nyquist et Bode pour le matériau de substrat AE42 sur la Fig. 14. et l'alliage LAE442 sur la Fig. 15. Pour les échantillons de courbe obtenus pendant le test, le circuit électrique équivalent qui décrit le mieux le système de corrosion était équipé (Fig. 16), qui se compose de 4 éléments, dont un CPE à phase constante, des résistances et une inductance, et son impédance résultante peut être écrite comme l'équation suivante. (1). Le tableau 4 montre les résultats de calcul correspondant aux résultats expérimentaux, qui sont les paramètres des éléments du circuit équivalent adopté.

Résultats de la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) pour un substrat en alliage AE42 non revêtu et revêtu : (a) la représentation de Nyquist, (b) la représentation de Bode.

Résultats de la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) pour un substrat en alliage LAE442 non revêtu et revêtu : (a) la représentation de Nyquist, (b) la représentation de Bode.

Un circuit équivalent qui représente les spectres d'impédance.

Pour les deux alliages de magnésium revêtus, les résultats des tests sous forme de courbes de Nyquist montrent des demi-cercles avec des segments de retour dans la gamme des basses fréquences. L'angle de pente des courbes (Fig. 14a) pour l'alliage AE42 avec les revêtements est nettement plus important que pour l'échantillon du matériau de base ; la valeur la plus élevée était pour l'échantillon avec le revêtement Al2O3 + TiO2, pour lequel également le cercle enregistré a le plus grand rayon. Le second, en termes de qualité de la protection contre la corrosion, était le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, puis l'échantillon avec le revêtement Ti/Al2O3/TiO2, visible dans la zone agrandie des graphiques de Nyquist.

Les variations d'impédance sont représentées sous forme de diagramme de Bode (Fig. 14b) permettant de suivre le comportement du système de corrosion sur une large gamme de fréquences. La valeur d'impédance la plus basse dans toute la gamme de fréquences testées a été trouvée pour l'échantillon de matériau de base, tandis que la valeur d'impédance la plus élevée a été enregistrée pour l'échantillon avec le revêtement Al2O3 + TiO2. Les échantillons avec les deux revêtements restants, Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, avaient des valeurs d'impédance très similaires, tandis que le second des matériaux mentionnés allant des moyennes aux basses fréquences était caractérisé par une valeur d'impédance plus élevée. Lors de l'analyse du deuxième type de diagramme de Bode (Fig. 14b), montrant la dépendance de l'angle de déphasage sur le module d'impédance, il a été clairement indiqué que la valeur la plus élevée d'environ 80° a été enregistrée pour l'échantillon avec le revêtement Al2O3 + TiO2 , une valeur similaire de l'angle de déphasage a été montrée pour l'échantillon avec le revêtement Ti + Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 mais dans la moitié de la gamme de fréquences. En revanche, le résultat le plus bas a été enregistré pour le matériau du substrat.

Sur la base des résultats de la méthode de spectroscopie d'impédance électrochimique pour l'alliage LAE442 avec différents types de revêtements, on peut conclure que leur utilisation a amélioré les propriétés anticorrosives du matériau, comme en témoigne l'évolution des courbes de Nyquist (Fig. 15a), sur la base des plus grandes plages de cercles observées pour tous les revêtements (rayon de valeur plus élevée). La valeur la plus élevée de la pente de la courbe a été enregistrée pour les revêtements Al2O3 + TiO2 et Ti/Al2O3 + TiO2, presque identique tout au long du test, un comportement similaire, mais uniquement dans la gamme des hautes fréquences, était caractéristique de l'échantillon avec le Ti + TiO2 /Revêtement Al2O3 + TiO2.

En analysant l'évolution des tracés de Bode (Fig. 15b) pour l'alliage LAE442, on peut conclure que la valeur d'impédance la plus élevée dans la plus large gamme de fréquences testées a été trouvée pour l'échantillon avec revêtement Al2O3 + TiO2, uniquement dans la gamme des hautes fréquences , la valeur d'impédance la plus élevée a été enregistrée pour le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2.

Sur la base du diagramme de Bode (Fig. 15b), montrant la dépendance de l'angle de déphasage sur le module d'impédance, il a été clairement indiqué que la valeur la plus élevée d'environ 50° a été enregistrée pour l'échantillon avec le revêtement Al2O3 + TiO2 dans la plage entre les valeurs moyennes et basses fréquences et pour le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2 dans la plage entre les valeurs hautes et moyennes fréquences. Pour chaque matériau revêtu, il y avait une plage plus large avec des valeurs d'angle accrues que pour le matériau du substrat, dont la valeur maximale de l'angle de décalage était de 45° et dans une plage très étroite des fréquences testées.

En comparant les résultats des tests EIS sur les alliages AE42 et LAE442, on peut conclure que dans le cas du premier, de meilleurs résultats pour l'amélioration des valeurs électrochimiques caractéristiques ont été obtenus : valeurs plus élevées d'impédance et valeurs plus élevées de la phase l'angle de décalage correspond à des plages de fréquences plus larges.

Les résultats des mesures des angles de contact de surface des matériaux testés et de l'énergie libre de surface (SFE) déterminée sont résumés dans le tableau 5. À la suite de la mesure de l'angle de contact avec une goutte d'eau, il a été constaté que les deux substrats non revêtus et tous les revêtements testés sur le substrat en magnésium et lithium LAE442 avaient des propriétés hydrophiles. Les angles de contact θ pour ces surfaces vont de 23° à 84°. Les échantillons restants, c'est-à-dire les revêtements testés sur un substrat non pelucheux, présentent des propriétés hydrophobes car l'angle de contact θ se situe dans la plage de 99° ÷ 103°. Les valeurs des angles de contact du diiodométhane pour tous les échantillons testés sont de l'ordre de 53° ÷ 69°, et dans la plupart des cas, les valeurs les plus élevées des angles θ sont pour les revêtements sur un substrat de lithium que pour le même type de revêtements sur un substrat sans lithium. Les valeurs de l'énergie libre de surface dépendent du type de substrat. L'alliage AE42 non revêtu et le SFE recouvert des revêtements testés vont de 31 à 39 mJ/m2. L'énergie de surface libre pour les échantillons LAE442 non revêtus et recouverts des revêtements testés varie de 51 à 95 mJ/m2. Les valeurs des composants SFE montrent également des différences significatives selon le type de substrat. Pour les échantillons sans lithium, des valeurs beaucoup plus élevées sont supposées pour les composants non polaires, ce qui prouve que ces matériaux présentent une plus grande affinité pour les groupes de dispersion du SFE. Dans le cas d'échantillons d'alliages de magnésium non revêtus et revêtus avec du lithium, les composants polaires prennent des valeurs plus élevées, de sorte que ces matériaux ont une plus grande affinité pour les groupes polaires SFE.

À la suite des tests de résistance à l'abrasion utilisant la méthode Ball-on-plate, le nombre critique de cycles Cc a été déterminé pour tous les revêtements testés. La valeur de ce coefficient détermine après combien de cycles de frottement, dans les conditions d'essai supposées, le revêtement se rompt et le substrat est exposé. Dans la première étape, les substrats non revêtus ont été examinés et le coefficient de frottement pour les substrats non revêtus a été déterminé, qui dans les deux cas était d'environ µ ≈ 0,4. Cette valeur est proche des valeurs de la littérature pour les alliages de magnésium. Les échantillons revêtus ont ensuite été testés. La valeur du coefficient de frottement des échantillons recouverts des revêtements testés est inférieure et se situe dans la plage de µ ≈ 0,15 ÷ 0,2 (Fig. 17). Après avoir atteint un nombre critique de cycles Cc, le coefficient de frottement augmente rapidement jusqu'à une valeur proche de la valeur du coefficient de frottement du substrat (c'est-à-dire µ ≈ 0,4). A ce stade du test, le revêtement est frotté et le substrat est exposé. À la suite de l'étude, il a été constaté que le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2 a la valeur la plus élevée du nombre critique de cycles, pour lesquels la valeur Cc est de 222 et 108 cycles, respectivement, pour les substrats revêtus AE42 et LAE442 ( figure 18a). Par ailleurs, il convient de noter que chaque type de revêtement présente une valeur Cc plus élevée, et donc une résistance à l'abrasion plus élevée, sur des substrats sans lithium que sur des alliages magnésium-lithium.

Coefficient de frottement en fonction du nombre de cycles pour le matériau de substrat en alliage AE42 non revêtu et le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2 obtenu par la méthode hybride.

Comparaison des résultats des tests tribologiques des revêtements étudiés sur les alliages de magnésium : (a) le nombre critique de cycles, (b) le volume de la trace d'usure.

De plus, sur la base des mesures des profils transversaux de la piste d'usure, les volumes de matériau frotté, c'est-à-dire l'usure volumétrique, ont été déterminés (Fig. 18b). À la suite de l'étude, il a été constaté que le volume d'abrasion le plus faible est caractéristique des substrats non revêtus, pour lesquels les volumes d'abrasion moyens sont de 0,003 mm3 et 0,001 mm3 pour les alliages AE42 et LAE442, respectivement. Parmi les revêtements testés, l'usure volumétrique la plus faible est montrée par le revêtement Ti/Al2O3 + TiO2 sur les deux substrats, pour lesquels les volumes de matériau utilisé sont de 0,008 mm3 et 0,011 mm3 pour les revêtements sur alliages de magnésium, successivement au lithium et au lithium. L'usure volumique la plus élevée est caractéristique des matériaux avec revêtement TiO2/Al2O3 + TiO2, pour lesquels l'usure volumétrique est de 0,029 mm3 et 0,041 mm3 pour les alliages revêtus AE42 et LAE442, respectivement.

Sur la base de l'observation des chemins d'abrasion au microscope SEM, il a été constaté que le principal mécanisme d'usure était l'abrasion (Fig. 19). L'abrasion enlève complètement le revêtement et expose le substrat. De plus, des dommages de traction au revêtement ont été constatés à la périphérie des voies. Il existe de nombreuses zones d'oxydes de magnésium dans le chemin d'abrasion, comme en témoigne l'analyse EDS (Fig. 19d). L'étude du contre-échantillon en carbures cémentés a montré que de petites couches d'accrétion de magnésium oxydé se formaient à sa surface (Fig. 20). D'autres dommages, tels que l'abrasion sur le contre-échantillon, ne se produisent pratiquement pas.

Trace d'usure après le test d'usure "bille sur plaque" pour le revêtement hybride Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur substrat en alliage AE42, (a–c) images SEM, (d) tracé de dispersion d'énergie des rayons X de la zone X1 indiqué en (b).

(a) Lieu d'usure après le test d'usure "bille sur plaque" pour la bille de carbures cémentés en tant que contre-échantillon, (b) Tracé de dispersion d'énergie des rayons X de la zone X1 illustrée à la figure (a).

Dans de nombreux domaines industriels, l'application des alliages magnésium-lithium est limitée par leurs propriétés indésirables, principalement une faible résistance à la corrosion. Le sujet de ces alliages a récemment été fortement accentué dans la littérature. Si les propriétés mécaniques de ces alliages peuvent être efficacement améliorées par l'ajout de composants d'alliage et le durcissement par précipitation et le formage à froid, leur résistance à la corrosion reste un problème non résolu. L'article présente les résultats d'essais de revêtements hybrides produits par des méthodes combinant les technologies PVD et ALD, telles que Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, et des revêtements ALD, tels que Al2O3 + TiO2. Les alliages de magnésium AE42 (Mg–4Al–2RE) et LAE442 (Mg–4Li–4Al–2RE) sont les substrats utilisés. À la suite de tests structurels au microscope électronique à transmission, la structure en couches des revêtements a été confirmée. Il a également été constaté que les couches obtenues par la technique PVD présentent une structure cristalline, et l'oxyde de titane des couches ALD contient également des précipités nanocristallins dans une matrice amorphe.

Les investigations électrochimiques réalisées nous ont permis d'évaluer la résistance à la corrosion des matériaux étudiés. En particulier, la densité de courant de corrosion a diminué de 11 × pour l'échantillon avec revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 par rapport au substrat avec AE42, et pour l'alliage LAE442, la densité de courant pour ce revêtement a diminué de près de 14 x. L'amélioration des propriétés anti-corrosion des revêtements appliqués a également été confirmée par les valeurs accrues de la résistance de polarisation ; dans le cas de l'alliage AE42, sa valeur a augmenté de 27 % pour le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, tandis que pour l'alliage LAE442 et le même revêtement, la valeur de résistance a été multipliée par plus de dix.

Un examen spectroscopique supplémentaire dans le système à courant alternatif et l'enregistrement des spectres d'impédance sous forme de diagrammes de Nyquist et de Bode nous ont permis de déterminer une caractéristique plus complète des propriétés électrochimiques des revêtements produits. La valeur significativement plus élevée de la pente des courbes obtenues pour les matériaux revêtus, dans le cas des deux alliages testés AE42 et LAE442, nous permet d'affirmer qu'ils étaient caractérisés par une résistance plus élevée dans l'environnement testé de la solution aqueuse de NaCl et ont fait l'objet aux processus de corrosion plus lentement.

L'amélioration significative de la résistance à la corrosion des alliages de magnésium testés recouverts de revêtements hybrides doit sans doute s'expliquer par le mécanisme d'interaction synergique des couches PVD et ALD. La bicouche ALD dense scelle le revêtement PVD cristallin. De plus, la structure amorphe de la couche externe d'oxyde de titane réduit le transport de charge et affecte la réduction du courant de corrosion. La combinaison des revêtements PVD et ALD rend impossible l'obtention de propriétés électrochimiques avec chaque technique séparément. Ceci est mis en évidence par le fait que dans le cas de revêtements déposés dans des procédés conventionnels (non hybrides), les revêtements constitués de couches de titane et d'oxyde de titane par PVD sur de tels substrats n'améliorent pas la résistance à la corrosion Le revêtement TiO2 ALD montre une amélioration des propriétés électrochimiques. Les résultats des tests de revêtements PVD et ALD simples sont présentés dans14. Il convient de noter que l'avantage le plus significatif de l'utilisation de revêtements hybrides est visible dans les alliages magnésium-lithium hautement réactifs.

La mouillabilité de la surface dépend à la fois de la composition chimique de la surface à mouiller et de sa morphologie. Les oxydes métalliques sont intrinsèquement hydrophiles ; cependant, les polluants carbonés adsorbés peuvent contribuer à l'hydrophobicité de leur surface27,28,29. Comme le montrent les mesures d'angle de contact, les alliages de magnésium sans lithium recouverts des revêtements testés présentent des propriétés hydrophobes, et les alliages magnésium-lithium revêtus et non revêtus sont hydrophiles. Dans les matériaux testés, la mouillabilité dépend fortement des caractéristiques morphologiques des revêtements. Les surfaces des revêtements à l'échelle nanométrique sur les alliages AE42 présentent une rugosité élevée et une morphologie « coronale » très développée. Ainsi, le mécanisme responsable de l'hydrophobicité de ces surfaces est le mécanisme de Cassie-Baxter30. L'état hydrophobe est dû à l'interphase de bulles d'air emprisonnées entre le liquide et le solide (Fig. 21). En revanche, l'hydrophilie des surfaces de revêtement sur les alliages de magnésium et de lithium peut s'expliquer par l'action du mécanisme selon la théorie de Wenzel31.

Le profil à l'échelle nanométrique de la topographie de surface du revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 sur le substrat en alliage AE42 obtenu par l'analyse AFM selon la figure 1b avec le schéma du mécanisme de mouillage de Cassie-Baxter.

De plus, l'analyse XPS a confirmé la présence d'impuretés carbonées en surface, ce qui améliore également la mouillabilité. Il faut souligner que la morphologie des revêtements étudiés dépendait de la microstructure de la couche d'Al2O3 obtenue par la méthode ALD. Dans le cas de substrats impitoyables, une couche. Dans le cas de substrats sans lithium, la couche ALD est constituée d'un bicouche oxyde d'aluminium/oxyde de titane. Dans le cas des substrats contenant du lithium, du fait de leur diffusion du substrat dans le revêtement, une couche de LiAlxOy se forme, ce qui affecte la nature différente de la structure microstructurale du revêtement et sa morphologie. Ceci, à son tour, détermine en grande partie l'angle de contact et d'autres propriétés, en particulier les propriétés électrochimiques. La formation d'oxyde de lithium-aluminium a déjà été présentée dans les travaux de Wang et al.24,25. L'ouvrage32 présentait une étude dans laquelle une couche d'aluminium cristallin pur était utilisée comme sous-couche sous l'oxyde d'aluminium. Cela a efficacement bloqué la diffusion du lithium du substrat dans la couche d'Al2O3 résultante. En revanche, les sous-couches de titane et de rutile-TiO2 utilisées dans cette étude n'ont pas fourni une barrière suffisante à la diffusion du Li du substrat dans le revêtement.

Des études de propriétés tribologiques montrent que des couches minces d'oxyde améliorent le contact tribologique des surfaces des matériaux testés avec la contre-éprouvette en carbures cémentés. Il a été constaté que le coefficient de frottement des alliages de magnésium revêtus était diminué par rapport aux matériaux non revêtus. De plus, il a été montré que pour chaque revêtement testé, les revêtements sur substrats non légers se caractérisent par une résistance à l'abrasion plus élevée que ceux sur alliages magnésium-lithium. Cependant, l'augmentation observée du volume du matériau usé des échantillons revêtus concernant le substrat non revêtu est due au fait que les revêtements d'oxyde déchirés, après avoir dépassé la valeur Cc, constituent une fraction micro-abrasive dans le processus d'usure ultérieur, ce qui intensifie ce processus destructeur.

Le revêtement recommandé pour les applications sur les alliages de magnésium, en particulier les alliages de magnésium ultra-légers avec du lithium, est le revêtement hybride Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2, qui offre les meilleures propriétés électrochimiques parmi les revêtements testés.

Sur la base de la recherche, les conclusions suivantes ont été tirées :

Le revêtement Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 présente les meilleures propriétés électrochimiques dans le test potentiodynamique parmi les revêtements testés.

La production de revêtements hybrides de type Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 permet d'obtenir des propriétés électrochimiques élevées des surfaces des alliages de magnésium revêtus de type AE42 et LAE442 grâce à l'interaction synergique des couches combinées obtenues avec les techniques PVD/ALD, ce qui est impossible à obtenir avec chacune des techniques séparément.

Les revêtements testés sur le substrat AE42 présentent des propriétés hydrophobes, et sur les propriétés hydrophiles du substrat LAE442, la mouillabilité dépend de la morphologie, et de plus, les mécanismes de Cassie-Baxter et Wanzle pour les revêtements sur les substrats AE42 et LAE442 sont les mécanismes responsables de la mouillabilité.

La couche LiAlxOy réapparaît par diffusion du lithium du substrat LAE442 dans le revêtement à la place de l'alumine. La diffusion du lithium se fait à travers une couche de TiO2 rutile obtenue par PVD sur le substrat revêtu.

Les revêtements testés améliorent le contact tribologique en réduisant le coefficient de frottement dans le nœud de frottement testé échantillon-bille WC-Co.

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié.

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Wang, PC et al. Effets de la couche intermédiaire d'Al prépulvérisée sur le dépôt de la couche atomique de films d'Al2O3 sur l'alliage Mg – 10Li – 0,5Zn. Appl. Le surf. Sci. 270, 452–456. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.01.047 (2013).

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Ce travail a été partiellement financé par le Ministère des sciences et de l'enseignement supérieur de Pologne en tant que subvention financière statutaire de la Faculté de génie mécanique SUT. Cet article a été réalisé en association avec le projet Technologie de fabrication innovante et additive - nouvelles solutions technologiques pour l'impression 3D de métaux et de matériaux composites, reg. Non. 319 CZ.02.1.01/0.0/0.0/17_049/0008407 financé par les Fonds structurels de l'Union européenne.

Publication partiellement financée par la bourse d'habilitation du recteur. Université de technologie de Silésie, 10/010/RGH19/0318.

Département des matériaux d'ingénierie et des biomatériaux, Université de technologie de Silésie, rue Konarskiego 18A, 44-100, Gliwice, Pologne

Marcin Staszuk, Daniel Pakuła & Tomasz Tanski

Laboratoire de recherche sur les matériaux, Université de technologie de Silésie, rue Konarskiego 18A, 44-100, Gliwice, Pologne

Lukasz Reimann

Département de soudage, Université de technologie de Silésie, rue Konarskiego 18A, 44-100, Gliwice, Pologne

Malgorzata Mustyfaga-Staszuk

Institut de catalyse et de chimie de surface PAS, rue Niezapomnijek 8, 30-239, Cracovie, Pologne

Robert pensait

Centre de recherche et de développement des technologies pour l'industrie SA, Ludwika Waryńskiego 3A, 00-645, Varsovie, Pologne

Robert pensait

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MS a donné l'idée du projet, préparé le matériel pour la recherche, effectué des tests microscopiques, des tests de propriétés mécaniques, développé les résultats de la recherche, préparé le contenu du manuscrit, supervisé la mise en œuvre du projet à chaque étape ; DP a préparé un étude de la littérature, effectué une partie de la recherche sur les propriétés physico-chimiques, participé à la préparation du manuscrit ;Ł.R. effectué des tests de propriétés électrochimiques, développé des résultats de test, préparé une description des résultats de test ; MM-S. préparé une liste de publications pour une revue de la littérature, participé à l'édition du contenu principal du manuscrit ; RS effectué des tests spectroscopiques, traité les résultats de la recherche, préparé une description des résultats de la recherche ; TT il a participé à l'interprétation des résultats de la recherche structurelle , préparation partielle de la description de la recherche structurelle.Tous les auteurs ont examiné le manuscrit.

Correspondance à Marcin Staszuk.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Staszuk , M. , Pakuła , D. , Reimann , Ł. et coll. Étude des revêtements hybrides Ti/Al2O3 + TiO2 et Ti + TiO2/Al2O3 + TiO2 comme protection des alliages ultra-légers Mg–(Li)–Al–RE contre la corrosion. Sci Rep 12, 19363 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-23452-x

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Reçu : 30 juin 2022

Accepté : 31 octobre 2022

Publié: 12 novembre 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-23452-x

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