Academic literature on the topic 'Oxyde à haute entropie'

Ces travaux de thèse visent à estimer le potentiel d'un nouveau matériau pour des applications d'électrolyte solide dans des accumulateurs électrochimiques tout-solide et/ou dans des micro-batteries. Ce nouveau composé, qui possède une conductivité ionique du Li+ et du Na+ remarquable, appartient à une nouvelle classe d'oxydes découverts récemment par Rost et al. (Nature Communication, 2015). Cette nouvelle famille est formée suite à la stabilisation par entropie de configuration à haute température d'une phase simple à partir d'un mélange complexe d'oxydes binaires (dans notre cas, en une structure de type NaCl). Nous avons étudié les mécanismes de compensation de charges opérant lors de la synthèse de la série de composés (MgCoNiCuZn)1−xLixO et l'influence de leur composition sur leurs propriétés de conductivité ionique. Nous avons tenté d'utiliser la méthode originale de Cold Sintering Process pour densifier ces composés à basse température, sans parvenir à obtenir des céramiques exempt de défaut. Enfin, nous avons également développé et décrit structuralement, ainsi qu'électrochimiquement, un nouveau matériau d'électrode négative, potentiellement compatible avec ces oxydes stabilités par entropie, le titanate de lithium multi-cationique Li2(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)Ti3O8
The aim of this thesis is to assess the potential of a new material for solid-state electrolyte applications in all-solid-state batteries and/or micro-batteries. This new compound, which exhibits remarkable Li+ and Na+ ionic conductivity, belongs to a new class of oxides, recently discovered by Rost et al. (Nature Communication, 2015). This new family is formed through configuration entropy stabilisation, at high temperature, into a simple single phase, from a complex mixture of binary oxides (in our case NaCl-Rocksalt structure). We have studied the charge compensation mechanisms involved in the synthesis of the (MgCoNiCuZn)1−xLixO series and the influence of their composition on their ionic conductivity properties. We have attempted to densify these compounds at low temperature using the original Cold Sintering Process, without succeeding in obtaining defect-free ceramics. Finally, we have also developed and described the crystallographic structure and the electrochemical behaviour of a new anode material (possibly compatible with these entropy-stabilised oxides), the Li2(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)Ti3O8 multicationic lithium titanate

Ce travail concerne la synthèse et l'étude cristallochimique avancée de nouveaux oxydes Ruddlesden-Popper n=1, présentant un intérêt comme matériaux d'électrodes pour des piles à combustibles SOFC. La synthèse sol-gel de deux nouvelles familles de composés a été menée ainsi que leur caractérisation thermogravimétrique, magnétique, structurale et microstructurale par diffraction des rayons X, des neutrons sur poudre (NPD) et des électrons. Une cellule de réactivité originale dédiée à l'étude in situ du comportement rédox sous différents flux gazeux par thermodiffractométrie des neutrons a été conçue. L'évolution structurale, notamment le désordre des atomes d'oxygène, a été suivi in situ et en temps réel en conditions de fonctionnement d'anode SOFC sous hydrogène par thermodiffraction des neutrons (instrument D20, ILL / Grenoble) en fonction de la valeur de δ. Des affinements Rietveld séquentiels ont démontré une désintercalation de l'oxygène en site équatorial contrôlée par la réduction du cation Μ. Ces matériaux sont prometteurs au niveau technologique du fait de leur excellente stabilité chimique, structurale et dimensionnelle en conditions d'opération, assurée par la présence d'ions Cr³⁺. Ce suivi in situ, appliqué aux composés homologues synthétisés en Grande-Bretagne (Université de Birmingham) et analysé en combinant les affinements de Rietveld et la méthode du maximum d'entropie a clarifié les détails de la densité nucléaire moyenne des oxygènes pour certaines valeurs de δ et de Τ, allant jusqu'à esquisser à haute T les chemins de diffusion anisotropes des ions O²⁻ dans ces composés
This study is concerned with the synthesis and crystal chemistry of new Ruddlesden-Popper n=1, oxides which are of interest because of their potential as electrode materials in SOFC batteries. The sol-gel synthesis of two new families having the compositions has been undertaken, along with their characterisation by thermogravimetric analysis, magnetometry, and X-ray, neutron and electron diffraction. A novel reaction cell for in situ neutron thermodiffraction studies of a redox behaviour under different gas flows has been designed. The evolution of the structure, particularly the disorder of the oxygen atoms, has been followed in situ and in real time under the working conditions of a SOFC anode under hydrogen by neutron thermodiffraction (instrument D20, ILL / Grenoble) as a function of the value of δ. Sequential Rietveld refinements showed a deintercalation of oxygen from the equatorial site controlled by the reduction of the cation M. These materials are promising at the technological level given their excellent chemical and structural stability under operating conditions, which is likely attributable to the presence of Cr³⁺ ions. This in situ monitoring was also applied to the similar compositions synthezised at the University of Birmingham, U. K. Data anlysis by a combination of Rietveld refinements and maximum entropy clarified the details of the average nuclear density of the oxygens for certain values of δ and T, and suggested possible anisotropic diffusion pathways of the oxide ions in these compositions

Ce travail de thèse se situe dans la thématique des oxydes dérivés de la pérovskite ayant des propriétés de conduction mixte tels que les structures de type K2NiF4, les pérovskites doubles et la brownmillérite. Cette aptitude à conduire à la fois l'oxygène et les électrons présente un intérêt pour des dispositifs électrochimiques fonctionnant à haute température et notamment en tant qu'électrode pour les piles à combustible à oxyde solide. Plus précisément, cette thèse concerne la synthèse et l'étude cristallochimique avancée de la réactivité de ces matériaux essentiellement par les grands instruments par le biais de la diffraction de neutrons (NPD) et des rayons X synchrotron. Le travail préliminaire à ces études implique de la synthèse inorganique par voie solide ou par voie sol-gel, l'analyse thermogravimétrique et la titration iodométrique. Des cellules de réactivité originales ont été développées spécialement à l'ISCR pour l'étude in situ du comportement redox sous différents flux gazeux et en fonction de la température à la fois dans le cadre de la diffraction des neutrons et rayons X synchrotron. L'étude in situ par NPD des composés La2-xSrxMnO4±δ où x = 2,0 et x = 0,8 qui dérivent du composé de cathode de référence La1-xSrxMnO3 a permis de suivre l'évolution structurale en fonction du δ en conditions réductrices pour x = 2,0 et en conditions oxydantes pour x = 0,8. L'étude DRX synchrotron de Pr2NiO4,22 a permis de mettre en évidence la symétrie monoclinique à température ambiante alors que les études précédentes annonçaient une symétrie orthorhombique. Les variations structurales notamment la transition vers la phase HTT sont accompagnées d'une modulation incommensurable qui persiste jusqu'à au moins 900 °C. L'étude des pérovskites doubles NdBaCo2−xMnxO5+δ où 0 ≤ x ≤ 2 a permis de montrer que ces matériaux présentent des conductivités électriques totales très prometteuses pour des applications en tant que cathode de SOFC. De plus, la confrontation de la dynamique moléculaire et de la NPD combinée à la MEM pour le composé x = 0 a permis d'élucider le mécanisme de diffusion de l'oxygène dans cette famille de composés. L'étude par NPD de la réduction de LaSrFeCoO6 vers LaSrFeCoO5 de structure brownmillérite a permis de mettre en évidence que la structure réduite persiste à haute température et l'évolution de la mise en ordre des moments magnétiques lors du refroidissement de LaSrFeCoO5
This thesis is focused on oxides related to perovskite such as K2NiF4 structure-type, double perovskite and brownmillerite with mixed conduction properties. This ability to conduct both oxygen ions and electrons is relevant for electrochemical devices operating at high temperature, particularly as an electrode for solid oxide fuel cell. Specifically, this thesis deals with the synthesis and advanced crystal structure characterization of the reactivity of these materials mainly through large scale facilities by means of neutron powder diffraction (NPD) and X-ray synchrotron. Preliminary work in these studies involves inorganic synthesis by solid-state or by sol-gel route, thermogravimetric analysis and the iodometric titration. Original reactivity cells have been developed at the ISCR to study redox behavior under different gas flow and as a function of temperature for both neutron diffraction and X-ray synchrotron experiment. In situ study by NPD of La2-xSrxMnO4 ± δ compounds where x = 2.0 and x = 0.8 which derived from the compound cathode reference La1-xSrxMnO3 allowed to follow the structural evolution as a function of δ in reducing conditions for x = 2.0 and oxidizing conditions for x = 0.8. The synchrotron study of Pr2NiO4.22 helped to highlight the monoclinic symmetry at room temperature while previous studies announced an orthorhombic symmetry. Besides, structural changes including the transition to the HTT phase are accompanied by an incommensurable modulation that persists at least up to 900 °C. The study of double perovskites NdBaCo2-xMnxO5+δ where 0 ≤ x ≤ 2 showed that these materials exhibit a promising electrical conductivities for SOFC applications as cathode. In addition, the comparison of the molecular dynamics and NDP combined with MEM for x = 0 compound has elucidated the oxygen diffusion mechanism in these compounds. The study by NPD in reducing condition of LaSrFeCoO6 to the brownmillerite LaSrFeCoO5 has showed that the reduced structure persists at high temperatures and allowed to follow the evolution in the ordering of the magnetic moments while cooling LaSrFeCoO5

L’objectif de cette thèse est de développer des revêtements haute performance à partir de poudres d’alliage à haute entropie (AHE) et de les caractériser. Ce travail est divisé en deux parties. La première consiste à élaborer des poudres AHE de la famille Al, Cr, Fe, Mn et Mo alliées par mécanosynthèse.Ces poudres ont été caractérisées par DRX, MEB et Mössbauer. Elles cristallisent dans deux structures cubiques centrées (CC1 et CC2). Les traitements thermiques des poudres (500, 650, 800 et 950 °C) ont révélé une bonne stabilité structurale jusqu’à 650 °C / 1h. À 800 °C /1h et 950 °C pendant 1h et 4h, une évolution structurale des poudres a été observée. La phase CC1 disparaît au profit de la phase CC2 et de carbures de types M23C6 et M6C. À l’issue de ces caractérisations, la poudre de composition chimique 19Al-22Cr-34Fe-19Mn-6Mo a été retenue et produite en quantité suffisante par mécanosynthèse (poudre A) et par mélange (poudre B).Dans la deuxième partie de ce travail, des revêtements AHE épais et minces ont été élaborés respectivement par fusion laser et par pulvérisation magnétron à partir des poudres A et B. Les revêtements épais ont été déposés sur des substrats en acier. La structure et la microstructure des dépôts ont été minutieusement caractérisées par DRX, MEB, EDS, EBSD et MET. Les résultats de ces caractérisations ont révélé que les dépôts épais sont chimiquement hétérogènes. De plus, ces revêtements ont mis en évidence des structures et des microstructures de solidification différentes selon les conditions de dépôts et les poudres (A ou B) utilisées pour réaliser ces revêtements.Les revêtements AHE minces ont été déposés sur wafer de silicium et sur substrats en acier. Les conditions de dépôts des films minces ont été optimisées et la composition chimique a été contrôlée. Les traitements thermiques des films minces ont révélé une bonne stabilité structurale et microstructurale jusqu’à 800 °C/ 72h. La résistance à la corrosion, les propriétés mécaniques et les performances tribologiques ont été évaluées
This thesis aims to develop high performance coatings from high entropy alloys powders (HEA) and to characterize them. This work is divided in two parts. The first part consists in the synthesis of HEA powders for a family of alloy elements Al, Cr, Fe, Mn and Mo by mechanical alloying.These powders were characterized by XRD, SEM and Mössbauer spectrometry. These powders have a CC1 and CC2 type crystal structure. The heat treatment of the powders (500, 650, 800 and 950 °C) allowed to obtain a structural stability at 650 °C/ 1h, at 800 °C/ 1h and 950°C/ 1h and 4h, a structural evolution of the powders was noticed. The CC1 phase disappears in favor of the CC2 phase and the M23C6 et M6C type carbides. At the result of these characterizations, the chemical composition 19Al-22Cr-34Fe-19Mn-6Mo powder was preserved and produced in suffering quantities by mechanical synthesis (powder A) and by mixing (powder B).In the second part of this work, thick and thin HEA coatings were developed by laser fusion and magnetron sputtering respectively from A and B powders. The thick laser-melted coatings were deposited on steel substrate. The structure and microstructure of the deposits were carefully characterized by XRD, SEM, EDS, EBSD and TEM. The results of these characterizations revealed that the thick deposits are chemically heterogeneous. Moreover, these coatings showed different structures and microstructures of solidification depending on the deposition conditions and the powders (A or B) pre-deposited to realize these coatings.The HEA thin film were deposited on silicon wafer and steel substrate. The deposition conditions of the thin films were optimized and the chemical composition was controlled. The heat treatments of the thin films revealed good structural and microstructural stability up to 800 °C/ 72h. Corrosion resistance, mechanical properties and tribological performances were evaluated

Les travaux rassemblés dans cette thèse concernent l'analyse des structures électroniques de dichalcogénures de platine et de palladium, composés solides présentant pour certains des anomalies structurales. Une étude préalable à pression ambiante est réalisée sur la famille PtQ2 (Q = O, S, Se et Te). Les quatre composés adoptent un type CdI2 polymère avec un rapport c/a très faible. A l'aide de calculs quantiques (méthodes DFT et EHTB), les phénomènes responsables sont identifiés. Un transfert électronique des anions chalcogénures vers le platine entraîne la diminution du paramètre c, tandis que des facteurs orbitalaires et géométriques provoquent l'augmentation du paramètre a. Un accent particulier est mis sur l'étude de PtO2, seul oxyde lamellaire stable. Des calculs quantiques montrent que c'est le décompte électronique qui gouverne l'arrangement structural. Le remplissage partiel des bandes d(Pt) et sp(Te) pour PtTe2 pose la question de l'équilibre des charges réel dans les chalcogénures. Pour y répondre, l'outil haute pression a été utilisé dans les cas de PtTe2, PdTe2 et PdSe2. Une analyse des distances, couplée avec des calculs DFT, montre que les formulations Pt3+(Te-1,5)2 et Pd2+(Te-1)2 semblent convenir à pression ambiante. Une très forte combinaison entre orbitales p(Q) et d(M) est constatée, empêchant l'établissement clair d'un équilibre des charges. Des expériences de synthèse et de caractérisation structurale par diffraction des rayons X mettent en évidence l'absence de transition de phase pour ces ditellurures. Dans le cas de PtTe2, l'application de pression ne conduit pas à un transfert de charges mais à un réarrangement électronique. Le composé PdSe2 subit quant à lui une transition de phase vers le type pyrite par diminution des distances Pd-Se interfeuillet. Encore une fois, il n'y a pas de transfert électronique mais un réarrangement correspondant à une distorsion Jahn-Teller coopérative. L'influence de la température est ensuite étudiée et montre des réarrangements structuraux très importants dans le type pyrite.

Les “alliages à haute entropie (de mélange)” (AHE) sont une nouvelle famille de matériaux prometteurs. Ils sont caractérisés par la formation d'une solution solide à 5 éléments (en proportions équiatomiques) de structure cristalline simple. Dans cette thèse, la composition cubique centrée TiZrNbHfTa est étudiée, proposant une caractérisation en profondeur d’un alliage considéré « de référence » dans la famille des AHE réfractaires.Tout d'abord, la microstructure et la structure de l’alliage (dans son état brut de coulée ou recristallisé) sont étudiées. L’environnement local de sous-systèmes de TiZrNbHfTa est analysé par EXAFS. Le traitement des données est effectué par une double approche d’affinement EXAFS et de simulation Reverse Monte-Carlo couplée à une approche d’algorithme génétique. Un mélange quasi-parfait des différents éléments est obtenu à l’échelle locale et la distribution de distance des premiers voisins devient moins bien définie sous l’effet de l’augmentation des différences entre rayons atomiques.Ensuite, l’impact de la solution solide concentrée sur les propriétés mécaniques et les mécanismes de déformation de l’alliage est étudié. Des essais mécaniques spécifiques sont effectués, conduisant à l’obtention des volumes d’activation et à la partition de la contrainte d’écoulement. Une étude MET complémentaire permet d'analyser les microstructures de déformation. Une très haute limite d’élasticité est obtenue, mais la force de friction de Peierls contrôle de manière classique la déformation de cet alliage à la température ambiante, ce qui conduit à un taux d’écrouissage limité. Une nouvelle approche visant à augmenter cette propriété est finalement proposée
High entropy alloys (HEA) are a new promising type of materials. Breaking with the traditional alloying concepts, solid solution(s) based on 5 elements in equiatomic concentration with simple crystal structures are obtained. In this study, the equiatomic composition TiZrNbHfTa is investigated, in order to provide an in-depth characterization of a “reference” body centered cubic refractory HEA.First, the microstructure and structure of the alloy are studied. Thermomechanical treatments procedures are established to access recrystallized microstructures. The local environment is studied by EXAFS in sub-components of the TiZrNbHfTa system. The double approach used, based on EXAFS fit and reverse Monte-Carlo coupled with evolutionary algorithm allowed to quantify both the mixing of the elements at the atomic scale and the lattice distortion. For all the investigated compositions, good mixing is achieved, and the distance distribution of first nearest neighbors becomes less precise with increasing atomic size mismatch.Then, the impact of such concentrated multi-element solid solution on the mechanical properties and the deformation mechanism of the material is investigated by specific tests. The activation volumes and the flow stress partition are extracted. The mechanical results are coupled with a TEM study. This part evidences that the alloy displays an impressive yield strength. However, the high lattice friction controlling the dislocation glide does not differ from classical bcc structures, leading to a rather low work hardening. A new design approach aiming at increasing the work-hardening in such materials is finally proposed, and a proof of concept is given

Ce travail porte sur la réalisation d'un micro-écran OLED haute luminance sur silicium. L'efficacité limitée des structures WOLED associées à des filtres colorés est un frein au développement de cette technologie pour des applications dans des dispositifs de type « see-through ». Nous proposons une approche tirant parti de l'effet de microcavité optique présent dans les écrans OLED à émission vers le haut pour générer des couleurs sans filtres. Les modulations de cavité à l'échelle du sous-pixel étant assurées par l'insertion d'oxyde transparent conducteur entre l'anode et l'OLED.L'étude offre selon un raisonnement cohérent de suivre les différentes phases de la réalisation d'un démonstrateur de ce type. Seront abordées dans la première partie les étapes technologiques de structuration de l'oxyde à l'échelle d'un sous-pixel de 16µm². Nous traiterons ensuite du développement d'un empilement OLED tandem utilisant des émetteurs fluorescent et phosphorescents. Une approche par simulation optique sera utilisée pour l'optimisation de cette architecture à un fonctionnement sur microcavité. Puis la discussion autour de la mise en commun des blocs technologiques précédents permettra d'aborder des écueils spécifiques au micro-écran OLED et de proposer des pistes de résolution
This study focuses on the realization of a high brightness OLED micro-écran on silicon. The limited efficiency of White-OLED combined with color filters prevents the use of this technology in “see-through” applications. We propose a novel approach getting benefits from the optical micro-cavity effect in Top-Emitting OLED to generate colors without using color filters. Cavity modulations at a sub-pixel scale are realized by using a Transparent Conducting Oxide between the anode and the OLED.Following a step-by-step reasoning the work offers to follow all the phases of the realization of a prototype using this principle. In the first part, the technological steps of the processing of oxide cavities with a surface of 16µm² will be discussed. Then we will work on the development of a tandem OLED structure using both fluorescent and phosphorescent emitters optimized for micro-cavities. To this end optical simulation will be used. The two technological blocs will finally be put together to enlighten some issues specific for micro-écran technology and to give some clues to solve them

Ces travaux sont le fruit d'une collaboration entre Tridelta Parafoudres S. A. Et le CIRIMAT. Ils ont pour objectif le développement de varistances à haute tenue énergétique à base d'oxyde de zinc dopé répondant à la fois à la norme en vigueur et aux spécifications dimensionnelles de Tridelta. La mise au point de varistances à haute tenue énergétique passe par l'augmentation du volume de la céramique. La mise en forme des poudres a été étudiée dans le but d'obtenir une céramique exempte de tout défaut de structure. Afin d'optimiser l'élimination des adjuvants de mise en forme, indésirable à l'issue du frittage, un profil de cycle de déliantage permettant un gain de temps et d'efficacité a été mis au point. Un travail sur l'émail isolant a été mené dans le but de permettre à la varistance de pouvoir travailler sans couche protectrice additionnelle sans toutefois altérer les propriétés non-linéaires de la varistance. Afin d'obtenir des propriétés optimales de non-linéarité, une étude minutieuse a été effectuée sur le frittage. Le but est de contrôler la microstructure et ainsi les propriétés électriques de la varistance (non-linéarité, tenue énergétique, stabilité sous contrainte électrique). Des essais d'homologation ont été menés par un laboratoire certifié selon un protocole défini par la norme (choc de grande amplitude 100kA, série de chocs de longue durée 1200A-2ms). Enfin un travail a été mené dans le but d'optimiser la stabilité des varistances placées sous contrainte électrique. Il a abouti à la mise en place d'une nouvelle formulation permettant à la fois une importante capacité de dissipation de l'énergie induite et un coefficient de non-linéarité élevé
This work is of a collaboration project between Tridelta Parafoudres S. A. And CIRIMAT. It deals with the development of high energy varistors based on doped zinc oxide which respond to the current standard and to the dimensional specifications of Tridelta. The development of high energy varistors requires the increase of the varistor volume. The shaping of powder has been optimized in order to obtain a defect-free ceramic structure. To enhance the elimination of the shaping additives that are unwanted after the sintering, a cycle profile for debinding, providing a gain of both time and efficiency, has been developed. A research was conducted one the insulating glass in order to enable the varistor to work without additional protective layer. The step should be done without altering the nonlinear properties of the varistor. To reach the optimum properties of non-linearity, a careful study has been made on the sintering cycle. The aim of this part is to control the microstructure and thus the electrical properties of the varistor (non-linearity, energy holding stability under electrical stress). Approval tests were conducted by a certified laboratory according to a protocol defined by the standard (large amplitude shocks 100kA, series of long shocks 1200A-2ms). Finally, a study was carried out in order to optimize the stability of varistors under electrical stress. It leds to the establishment of a new formulation allowing both high induced energy dissipation capability and a high coefficient of nonlinearity

La quête de matériaux alternatifs pour remplacer l'acier inoxydable conventionnel dans les applications marines a récemment gagné en importance. Parmi les candidats émergents, les alliages amorphes à base de fer à faible teneur en chrome ont montré un grand potentiel, bien qu'ils nécessitent une compréhension plus approfondie de leur comportement. Cette recherche étudie l'effet de la dévitrification sur la corrosion et les propriétés mécaniques de deux compositions amorphes pseudo-entropiques novatrices à base de FeCrMoNbB et FeCrMoNiB, ainsi que leur comportement lorsqu'ils sont appliqués en tant que revêtements, mettant en lumière le rôle critique de la caractérisation du film passif.Dans la première étape, des rubans préparés par refusion ont été soumis à un recuit dans une atmosphère protectrice d'argon pour simuler la cristallisation. Des tests de corrosion ont été réalisés dans une cellule à trois électrodes, révélant la sensibilité des propriétés de corrosion au processus de dévitrification, en particulier pour la composition FeCrMoNbB aux premiers stades de cristallisation. Les deux compositions présentaient d'excellentes propriétés de corrosion à l'état amorphe, avec un plateau de passivation s'étendant sur plus de 800 mV par rapport à l'OCP. Les données de Spectroscopie d'Impédance Électrochimique (EIS) ont été validées par le logiciel du modèle de mesure, et le modèle de Loi de Puissance a été appliqué pour interpréter les diagrammes, permettant le calcul de la résistivité à l'interface métal/film (ρ0) pour les deux alliages. La valeur de ρ0 était plus élevée pour l'alliage contenant du Nb, de l'ordre de 1013 Ωcm2. La spectroscopie photoélectronique des rayons X a été utilisée pour l'étude du film passif, et la couche passive compacte composée de Cr, Nb et Mo a été liée à la meilleure résistance à la corrosion de l'alliage contenant du Nb par rapport à celui contenant du Ni.Le comportement d'érosion-corrosion a été évalué en utilisant un disque des deux compositions généré à partir du processus de formage par pulvérisation de précurseurs commerciaux. Malgré des défauts de surface tels que des pores inhérents et des fissures résultant du processus d'application du revêtement, les deux revêtements présentaient une dureté supérieure de plus de trois fois à celle des aciers inoxydables conventionnellement utilisés. Le comportement d'érosion-corrosion des échantillons semblait être significativement influencé à la fois par la porosité et l'oxydation des particules. D'un point de vue électrochimique, tel que déterminé par des mesures de Potentiel de Circuit Ouvert (OCP), il était impossible de différencier entre les deux échantillons analysés.Dans une étape ultérieure, des revêtements ont été appliqués à l'aide de la technique de pulvérisation magnétron à courant continu, créant deux films minces amorphes compacts avec une grande dureté. Les résultats des revêtements étaient comparables à ceux obtenus à partir des échantillons de ruban. L'analyse du film passif via l'EIS et la Spectroscopie Photoélectronique des Rayons X (XPS) a permis de caractériser les films passifs décrits par le modèle Young pour l'alliage contenant du Nb et le modèle de Loi de Puissance pour l'alliage contenant du Ni. Les piqûres étaient absentes dans le cas du revêtement contenant du Nb, qui présentait des propriétés nettement supérieures par rapport au substrat.Cette enquête complète sur ces alliages à base de fer offre des informations précieuses sur leur potentiel pour les applications marines et industrielles, en abordant les défis de corrosion et d'érosion-corrosion. Ces matériaux ont démontré des performances exceptionnelles et une résistance à la corrosion, ce qui les positionne comme des alternatives viables aux aciers inoxydables conventionnels dans des conditions de fonctionnement difficiles
The quest for alternative materials to replace conventional stainless steel for marine applications has gained prominence recently. Among the emerging candidates, low-chromium Fe-based amorphous alloys have shown great promise, albeit needing a deeper understanding of their behavior. This research investigates the effect of devitrification on the corrosion and mechanical properties of two novel FeCrMoNbB and FeCrMoNiB pseudo high entropy amorphous compositions and their behavior when applied as coatings, shedding light on the critical role of passive film characterization.In the first stage, ribbons prepared through melt-spinning were subjected to annealing in an Ar protective atmosphere for simulation of crystallization. Corrosion tests were performed in a three-electrode cell, revealing the sensitivity of corrosion properties to the devitrification process, especially for the FeCrMoNbB composition in the first stages of crystallization. Both compositions presented outstanding corrosion properties in the amorphous state with a passivation plateau extending over 800mV relative to OCP. Electrochemical Spectroscopy Impedance (EIS) data was validated by Measurement Model software, and the Power Law model was applied to interpret the diagrams, allowing the calculation of resistivity at the metal/film interface (ρ0) for both alloys. The value of ρ0 was higher for the Nb-containing alloy, on the order of 1013 Ωcm2. X-ray photoelectron spectroscopy was applied for passive film study, and the compact passive layer composed of Cr, Nb, and Mo was linked to the superior corrosion resistance of the Nb-containing alloy compared to the Ni-containing one.Erosion-corrosion behavior was assessed using a disk of both compositions generated from commercial precursors' spray-forming process. Despite surface defects such as inherent pores and fissures resulting from the coating application process, both coatings exhibited hardness greater than three times that of conventionally used stainless steels. The erosion-corrosion behavior of the samples appeared to be significantly influenced by both porosity and particle oxidation. From an electrochemical perspective, as determined through Open Circuit Potential (OCP) measurements, it was impossible to differentiate between the two analyzed samples.In a subsequent step, coatings were applied using the DC magnetron sputtering technique, creating two compact, amorphous thin films with high hardness. The results from the coatings were comparable with those obtained from the ribbon samples. The passive film analysis via EIS and X-ray Photoelectron Spectroscopy XPS enabled the characterization of the passive films described by the Young model for the Nb-containing alloy and the Power Law model for the alloy containing Ni. Pitting was absent in the case of the Nb-containing coating, which exhibited markedly superior properties compared to the substrate.The comprehensive investigation of these Fe-based alloys offers valuable insights into their potential for marine and industrial applications, addressing corrosion and erosion-corrosion challenges. These materials have demonstrated outstanding performance and corrosion resistance, positioning them as viable alternatives to conventional stainless steels in harsh operating conditions