Evaluation de la résistance à la corrosion d’un métal implanté

Question

La résistance à la corrosion des métaux nobles peut-elle être améliorée par un traitement d’implantation ionique ? Quelles sont les conditions de traitement les plus adaptées ?  Comment quantifier cette amélioration ?

Expertise

Materia Nova possède une expertise reconnue dans le domaine des techniques électrochimiques, notamment pour évaluer la résistance à la corrosion des métaux.

Au travers du projet Walibeam, Materia Nova et Ionics ont développé et industrialisé une technologie innovante de modification des surfaces : l’implantation d’ions par faisceau. Le procédé permet d’accroitre les propriétés mécaniques et de durabilité des surfaces métalliques. Une étude spécifique a été menée sur différents métaux nobles utilisés dans le domaine de la connectique avec, comme objectif principal, une diminution significative des épaisseurs de métal déposé.

Dans ce cas d’étude, une méthode électrochimique de mesure quantitative de la résistance à la corrosion a été utilisée. Le but est d’optimiser les conditions d’implantation de couches minces d’or électrodéposées sur du cuivre revêtu de nickel. Le tracé des courbes de polarisation potentiodynamique permet d’accéder rapidement (±1h) à la valeur de densité de courant de corrosion d’un métal. Plus la densité de courant de corrosion d’un métal est faible, plus sa résistance à la corrosion est élevée. En pratique, les échantillons sont mis en immersion dans un milieu électrolytique déterminé en fonction de l’application visée. Un potentiostat permet de réaliser un balayage en tension autour du potentiel de repos et d’enregistrer la réponse en courant du système.

A titre d’exemple, des couches d’or implantées avec 2 doses différentes d’ions (dose1 > dose 2) et non implantées sont comparées. Les résultats de la mesure électrochimique sont mis en parallèle avec un test de vieillissement aux gaz corrosifs de 7 jours (Intl Standard  IEC 60068-2-60).

La vitesse de corrosion du métal implanté selon les conditions 1 est 4 fois plus faible qu’avec les conditions 2 et 10 fois plus faible qu’en l’absence d’implantation. En outre, le déplacement du potentiel de corrosion vers des valeurs plus positives indique un anoblissement de la surface.

Solution

Les mesures des courbes de polarisation et leur corrélation avec un test de vieillissement aux gaz corrosifs ont permis d’optimiser les paramètres d’implantation et de mettre en évidence l’accroissement significatif de la résistance à la corrosion du métal implanté. La technique électrochimique permet de discriminer les conditions d’implantation.

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