Alliages électrodéposés

La préparation d’alliages par voie électrochimique est une science pratiquement aussi ancienne que l’électrodéposition de métaux purs : les dépôts de laitons ont été développés dès 1840. Depuis une dizaine d’années, l’électrodéposition d’alliages fait l’objet d’un nombre de publications très élevé, proche d’une centaine chaque année. La raison provient du nombre important de combinaisons possibles d’alliages et des applications pratiques potentielles très diverses.

Cette technique permet non seulement de modifier les propriétés de surface des matériaux, mais également de créer des structures, voire des nanostructures, de propriétés spécifiques. On peut fabriquer des revêtements fonctionnels aussi bien que décoratifs dont l’épaisseur peut varier de quelques fractions de micromètres jusqu’à plusieurs dizaines de micromètres. Comparée aux technologies concurrentes telles que le dépôt par voie physique en phase vapeur, l’électrodéposition est relativement simple à mettre en œuvre, bien adaptée aux productions de masse telles que les dépôts à grande vitesse pour les tôles automobiles ou les dépôts au tonneau pour les petites pièces. Elle permet de revêtir des substrats de formes compliquées.

Les alliages électrodéposés présentent souvent des propriétés différentes voire supérieures à celles des métaux dont ils sont issus : dureté, résistance à la corrosion ou à l’usure supérieures, propriétés magnétiques intéressantes, etc. La composition ainsi que la morphologie dépendent fortement des conditions hydrodynamiques et peuvent être modifiées par l’utilisation de potentiels ou de courants pulsés.

La structure cristalline ainsi que les phases présentes peuvent être identiques ou différentes de celles des alliages préparés par voie métallurgique. Dans certains cas, des solutions solides sursaturées peuvent être obtenues, la précipitation de granules d’une seconde phase peut modifier certaines propriétés, un durcissement structural peut être réalisé par traitement thermique. Selon les conditions d’électrolyse et les éléments d’alliages, la taille des grains peut être contrôlée, des alliages nanocristallins peuvent être élaborés. De nombreux travaux s’orientent vers le dépôt de structures nanocristallines, telles que les[nbsp ]nanofils réalisés dans des structures dites « templates » telles que les membranes nanoporeuses ou l’aluminium anodisé.

Cependant ces techniques d’élaboration électrochimique reposent aujourd’hui encore, en grande partie, sur des méthodes empiriques et un fossé existe entre une recherche fondamentale sur la cinétique des processus d’électrocristallisation et la pratique industrielle. Une étude des mécanismes de codécharge des éléments est indispensable pour maîtriser, voire modéliser, la composition des alliages ainsi que la distribution éventuelle des éléments sur la surface et permettre une formulation d’électrolytes sur une base plus rationnelle.