Influence de paramètres microstructuraux sur les propriétés de corrosion d'un alliage de magnésium biorésorbable hyperdéformé - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2021

Influence of microstructural parameters on the corrosion properties of a hyper-deformed bioresorbable magnesium alloy

Influence de paramètres microstructuraux sur les propriétés de corrosion d'un alliage de magnésium biorésorbable hyperdéformé

Résumé

Magnesium alloys are promising candidates for bioresorbable implant applications. In this context, understanding the link between microstructure and corrosion/degradation mechanisms of magnesium alloys is an important issue. The objective of this work was to study the influence of the microstructure on the degradation of a biocompatible Mg-2%Ca alloy. For this purpose, two hyper-deformation processes (Friction Stir Processing and to a lesser extent Equal Channel Angular Pressing) were used to modify the microstructural parameters. These two processes proved to be particularly effective in reducing the grain size (micron-sized grains could be produced), modifying the spatial distribution and size of the second phases present in the alloy and developing specific crystallographic textures. Finally, despite these important microstructural variations, the impact on the degradation rate remains quite limited. The analysis of the electrochemical behaviour helped to decorrelate the influence of these microstructural parameters on the degradation rate; some of them compensating each other. If grain refinement seems to improve the corrosion resistance, due to a coverage of corrosion products probably more coherent with the metal, the role of the second phases appears more complex: the spatial dispersion of the second phase particles has little effect on the electrochemical behaviour whereas the refinement of these particles seems to significantly influence the layer of corrosion products. Finally, as observed on pure Mg and other Mg alloys, crystallographic texture also plays a significant role in corrosion resistance. This work has hence contributed to the improvement of the understanding of the influence of the microstructure on the electrochemical behavior of a magnesium-calcium alloy.
Les alliages de magnésium sont des candidats prometteurs pour des applications d’implants biorésorbables. Dans ce contexte, la compréhension du lien entre microstructure et mécanismes de corrosion et de dégradation des alliages de magnésium constitue un enjeu important. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’influence de la microstructure sur la dégradation d’un alliage Mg-2%Ca biocompatible. Pour cela, deux procédés d’hyper-déformation (le Friction Stir Processing et dans une moindre mesure l’Equal Channel Angular Pressing) ont été utilisés afin de modifier les paramètres microstructuraux. Ces deux procédés se sont avérés particulièrement efficaces pour réduire la taille des grains (des tailles de l’ordre du micron ont ainsi pu être produites), modifier la répartition spatiale et la taille des secondes phases présentes dans l’alliage et développer des textures cristallographiques particulières. Au final, malgré ces variations microstructurales importantes, l’impact sur la vitesse de dégradation demeure assez limité. L’analyse du comportement électrochimique a aidé à décorréler l’influence de ces paramètres microstructuraux sur la vitesse de dégradation ; certains d’entre eux pouvant se compenser. Si l'affinement des grains semble améliorer la résistance à la corrosion, en raison d’un film de produits de corrosion probablement plus cohérent avec le métal, le rôle joué par les secondes phases apparaît plus complexe : la simple dispersion spatiale des particules de seconde phase affecte peu le comportement électrochimique alors que l'affinement de ces particules semble influencer notablement la couche de produits de corrosion. Enfin, comme attendu, la texture cristallographique joue également un rôle significatif dans la résistance à la corrosion. Ce travail a ainsi permis de contribuer à une amélioration des connaissances concernant l’influence de la microstructure sur le comportement électrochimique d'un alliage magnésium-calcium.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03780986 , version 1 (20-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03780986 , version 1

Citer

Corentin Velard. Influence de paramètres microstructuraux sur les propriétés de corrosion d'un alliage de magnésium biorésorbable hyperdéformé. Matériaux. Université Grenoble Alpes [2020-..]; Université catholique de Louvain (1970-..), 2021. Français. ⟨NNT : 2021GRALI037⟩. ⟨tel-03780986⟩
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