Présentation
Auteur(s)
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Laurent ANTONI : Docteur-ingénieur de l’Institut national polytechnique de Grenoble, - École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble
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Alain GALERIE : Professeur à l’Institut national polytechnique de Grenoble, - École nationale supérieure d’électrochimie et d’électrométallurgie de Grenoble
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Lire l’articleINTRODUCTION
La thermodynamique permet de connaître la nature des phases présentes à l’équilibre quand on fixe la température et la pression partielle des différentes espèces gazeuses qui interagissent avec un métal ou un alliage.
C’est donc un outil indispensable pour une approche scientifique de la corrosion sèche. Il ne faut cependant pas perdre de vue que toute corrosion est, par essence, une situation de non-équilibre global et que seules des situations d’équilibre local pourront être correctement décrites.
Pour expliciter les observations morphologiques et les mécanismes, nous avons choisi l’oxydation comme exemple de réaction de corrosion sèche. La transposition à la sulfuration (croissance de couches), à la carburation ou la nitruration (précipitation interne) et à la chloruration (évaporation) est immédiate.
Cette étude théorique sur la corrosion sèche des métaux se compose de deux parties :
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- Corrosion sèche des métaux. Méthodes d’étude ;
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[M 4 221] - Corrosion sèche des métaux. Mécanismes ; auxquels se rattache un fascicule de documentation « Pour en savoir plus » ;
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- Corrosion sèche des métaux. Méthodes d’étude et mécanismes.
L’étude pratique de divers cas industriels est traitée dans :
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : oxydation, carburation ;
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : sulfuration, nitruration ;
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : halogènes ;
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels : dépôts ; milieux fondus ;
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- Corrosion sèche des métaux. Choix des alliages ;
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- Corrosion sèche des métaux. Cas industriels. Pour en savoir plus.
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1. Thermodynamique de la corrosion sèche
1.1 Rappels
1.1.1 Potentiel chimique et activité
C’est le potentiel chimique µi , de l’espèce i qui contrôle sa réactivité. Chaque espèce chimique, prise dans son état standard, possède, à chaque température, un potentiel chimique
qui a été mesuré ou calculé et qui est tabulé. Quand cette espèce n’est pas dans son état standard, son potentiel chimique est donné par :
avec :
- ai :
- activité de l’espèce i.
L’état standard est donc représentatif de l’activité unité et correspond, par convention, à l’espèce pure, seule dans sa phase pour les phases condensées solide ou liquide, sous la pression p o de 1 bar pour les gaz.
Dans le cas de phases condensées à plusieurs constituants, l’activité et la fraction molaire de chaque constituant ne sont strictement égales que dans le cas des solutions idéales. Pour les études de corrosion sèche, seuls les mélanges gazeux seront considérés comme idéaux.
Dans une phase gazeuse, le potentiel chimique d’un constituant i s’exprime en fonction de sa fugacité fi :
Si la phase gazeuse a un comportement de gaz parfait, la...
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