ESTUDO DA CORROSÃO DO COBRE EM MEIOS DE SULFATO E DE CLORETO COM AUXÍLIO DO MICROELETRODO COM CAVIDADE E DE UMA MICROCÉLULA. - Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

ESTUDO DA CORROSÃO DO COBRE EM MEIOS DE SULFATO E DE CLORETO COM AUXÍLIO DO MICROELETRODO COM CAVIDADE E DE UMA MICROCÉLULA.

Résumé

The aim of this work was to study the corrosion of bare copper and of copper coated with an artificial patina layer developed in sulfate solution when exposed to solutions containing aggressive specimens normally found in the atmosphere of the city of São Paulo, namely Cl-, SO42- and NH4+, added as NaCl, Na2SO4 and (NH4)2SO4, respectively, and also to investigate the stability of the patina layer in these media. The electrochemical behavior was characterized by means of cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy, while Raman spectroscopy, X-ray diffraction and SEM/EDS were employed to gather information about the chemical composition and microstructure of the samples. The electrochemical characterization was performed using classical electrodes with large exposed areas, a cavity microelectrode and an electrochemical microcell. Microstructural and chemical characterization revealed a bi-layered structure for the artificial patina with a porous outer layer composed mainly by brochantite and an inner more compact copper oxide layer, which is in accordance with the microstructure of sulfate patinas found in outdoor exposures. The results of the electrochemical tests with the classical electrodes revealed that the electrode behavior was extremely dependent on the electrolyte composition and that the solution containing ammonium ions is the more aggressive both to the bare and to the patinated sample. The experiments with the microcell evidenced the existence of domains with different electrochemical activities on the patinated sample surface, while the use of the cavity microelectrode showed that the copper patina is electrochemically active in the three electrolytes.
Le but de ce travail est l'étude de la corrosion du cuivre pur et du cuivre recouvert d'une couche de patine artificielle développée dans une solution de sulfate. Ces études ont été menées dans des solutions contenant des espèces agressives caractéristiques de l'atmosphère de la ville de São Paulo (Brésil), à savoir les ions chlorure, sulfate et ammonium, ajoutés respectivement sous forme de NaCl, Na2SO4 et (NH4)2SO4, afin d'examiner la stabilité de la couche de patine dans ces milieux. Le comportement électrochimique a été caractérisé au moyen de voltammétrie cyclique et par spectroscopie d'impédance électrochimique, tandis que la spectroscopie Raman, la diffraction des rayons X et la microscopie électronique à balayage couplé à l'analyse élémentaire EDAX ont été employés pour analyser la composition chimique, structurale et microstructurale des échantillons. La caractérisation électrochimique a été réalisée soit en utilisant des électrodes classiques avec une grande surface de travail, soit en utilisant des techniques de microélectrochimie comme la microélectrode à cavité et la microcellule électrochimique. Les caractérisations microstructurales et chimiques ont révélé une structure bicouche pour la patine artificielle avec une couche externe poreuse composée principalement de brochantite et une couche interne plus compacte composée d'oxyde de cuivre. Cette structure est conforme à celle des patines de sulfate obtenues dans conditions réelles d'expositions extérieures. Les résultats des tests électrochimiques avec les électrodes classiques ont montré que le comportement d'électrode dépendait extrêmement de la composition d'électrolyte et que la solution contenant des ions d'ammonium est la plus agressive tant pour le cuivre nu que pour le cuivre recouvert d'une couche de patine. Les expériences réalisées avec la microcellule ont permis de montrer l'existence de domaines avec des activités électrochimiques très différentes sur la surface patinée, tandis que l'utilisation de la microélectrode de cavité a montré que la patine de cuivre est électrochimiquement active dans les trois électrolytes.
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Dates et versions

tel-00806658 , version 1 (04-04-2013)

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  • HAL Id : tel-00806658 , version 1

Citer

Marina Martins Mennucci. ESTUDO DA CORROSÃO DO COBRE EM MEIOS DE SULFATO E DE CLORETO COM AUXÍLIO DO MICROELETRODO COM CAVIDADE E DE UMA MICROCÉLULA.. Other. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. Portuguese. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00806658⟩
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