Note ABES Study of the behavior of a Fe-Cr-Ni-Si coating in liquid zinc Etude du comportement d’un revêtement Fe-Cr-Ni-Si dans le zinc liquide Galvanisation à façon Zinc liquide Revêtement Mouillage Analyse de surface Simulation atomique Batch hot-Dip galvanizing Liquid zinc Coating Wetting Surface analysis Atomic simulation Galvanisation Anticorrosion Métaux -- Revêtements protecteurs Traitements de surface Mouillage (chimie des surfaces) Objets en acier Surfaces Théorie de la fonctionnelle de densité Méthodes ab initio (chimie quantique) Microscopie électronique à balayage Spectroscopie des rayons X La galvanisation à façon est utilisée comme traitement de surface pour protéger l'acier contre la corrosion atmosphérique. Ce processus implique d'immerger les composants métalliques dans un bain de zinc liquide afin d'appliquer un revêtement protecteur. Cependant, le traitement répété des structures d'accroche en acier assurant le transport des pièces entraîne leur corrosion par le zinc liquide. De plus, la couche de zinc déposée sur ces crochets non seulement gaspille du zinc, mais nécessite également une étape supplémentaire de décapage à l'acide chlorhydrique, augmentant les coûts économiques et environnementaux. Cette thèse se concentre sur le développement et la compréhension des mécanismes à la surface des matériaux visant à prévenir le mouillage par le zinc liquide.Initialement, une simulation DFT-AIMD à l'échelle atomique est mise en œuvre pour étudier l'interface SiO2-liquide Zn et calculer son énergie d'interface. Ce modèle a été validé par des mesures d'angle de mouillage sur des surfaces Fe-Si produites par fusion laser.Ensuite, un procédé slurry est utilisé pour produire un revêtement complexe Fe-Cr-Ni-Si-P pouvant être utilisé et fabriqué industriellement. Des tests de galvanisation cyclique démontrent que ce revêtement réduit la corrosion par le zinc liquide de 80 % et le mouillage par le zinc de 85 % après 20 cycles de galvanisation, en comparaison avec l'acier bas carbone DD13 (NF-EN 10111). Le processus de préoxydation est exploré pour améliorer davantage ses performances. Enfin, une analyse de surface à l'aide de la technique SEM-EDX à différentes étapes du processus de galvanisation offre des perspectives sur les mécanismes d'interaction de surface, examinant l'hypothèse de formation de SiO2 et le rôle des différentes phases de revêtement. Batch hot-dip galvanizing serves as a surface treatment for safeguarding steel against atmospheric corrosion. This process involves immersing metal components in a liquid zinc alloy bath to apply a protective coating. However, the repeated treatment of steel hangers that transport the parts between multiple galvanizing baths results in molten zinc corrosion. Furthermore, the zinc layer on these hangers not only wastes zinc but also requires an extra stripping step in hydrochloric acid, adding to economic and environmental costs. The objective of this thesis is to develop materials that can prevent liquid zinc wetting and to understand the mechanisms of their damage.Initially, an atomic-scale DFT-AIMD simulation is employed to study the SiO2-liquid Zn interface and calculate its interface energy. This model was validated through wetting angle measurements on Fe-Si surfaces produced via laser melting.Subsequently, a slurry process is utilized to produce a complex Fe-Cr-Ni-Si-P coating that can be used and produced industrially. Cyclic galvanizing tests prove that this coating reduces liquid zinc corrosion by 80% and zinc wetting by 85% after 20 galvanizing cycles, in comparison to low-carbon DD13 steel (NF-EN 10111). The preoxidation process is explored to enhance its performance further. Finally, a surface analysis using SEM-EDX at various stages of the galvanizing process provides insights into surface interaction mechanisms, examining the SiO2 formation hypothesis and the role of different coating phases. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 64075831 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2024/2024ULILR008.pdf https://theses.hal.science/tel-05235051 https://theses.fr/2024ULILR008/abes https://theses.hal.science/tel-05235051 https://theses.hal.science/tel-05235051 https://theses.hal.science/tel-05235051 Cieplak Aleksandra Cieplak 1996-06-04 PL 280317557 https://theses.fr/2024ULILR008 2024ULILR008 https://doi.org/10.70675/decaba2czd943z4132zb1cez156dbec5d95c 2024-03-25 Chimie des matériaux Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Balloy David MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 147029643 Besson Rémy MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 121783464 Giorgi Marie-Laurence MADS_PRESIDENT_DU_JURY 157168808 Proriol Serre Ingrid MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 140176624 Ardigo-Besnard Maria-Rosa MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 17012679X Hodaj Fiqiri MADS_RAPPORTEUR_1 033852626 Mathieu Stéphane MADS_RAPPORTEUR_2 059575980 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1002334 161609465 ddc:540 Balloy David Besson Rémy Giorgi Marie-Laurence Proriol Serre Ingrid Ardigo-Besnard Maria-Rosa Hodaj Fiqiri Mathieu Stéphane École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) PDF 64075831