M. Tech. Metallurgical Engineering / Mild steel is vulnerable to corrosion; this behaviour affects the material strength and electrochemical behaviour during industrial application. Mild steel also has poor tribological resistance; its application for the components of machines, however, requires good tribological property. The cost incurred from equipment failures, properties loss and increased production overheads makes is imperative to enhance mild steel's electrochemical and tribological properties. Electroless nickel plating has found extensive use in various industries attesting to its exceptional properties. The effect of bath parameters on the electroless plating process is of importance as this affects the adhesion, morphological behaviour, electrochemical properties and uniformity of coating. The key aim of this research is: To generally improve the understanding of the effect of electroless binary and ternary alloys on the corrosion and wear resistance of mild steel using weight loss method, potential measurement, linear polarization and tribological sliding wear tests. This work studies the effect of temperature, concentration, deposition time and the inclusion of Tin (Sn) as a third addition to the electroless bath. Corrosion and wear behaviour of the electroless plated mild steel was studied.

The aim of the research in this thesis was to study how environmentally friendly corrosion inhibitors for cooling water systems might be developed and used. Firstly, reduced toxicity inorganic corrosion inhibitors (i.e. nitrite/molybdate) were considered. Secondly, non-toxic inhibitors based on mono and di-basic salts of carboxylic acids were studied systematically as a function of carbon chain length. For nitrite inhibitor alone, a concentration of 7 mM NaNO2 was effective to inhibit carbon steel in chloride media of 10 mM NaCl, while 10 mM nitrite was needed in sulphate media of 3.66 mM Na2SO4. However, it was found possible to significantly reduce the concentration of nitrite by adding molybdate in synergy. This was attributed to the nitrite passivation combined with ferrous molybdate salt film pore plugging thus promoting a continuous and protective film on the material within these media. Thus, in pH 6-10 an inhibition efficiency of 97% was recorded with a mixture of 3 mM nitrite/2 mM molybdate in both chloride and sulphate media and at 25°C and 60°C. However as the solution pH decreased below pH 4 the inhibition efficiency decreased to about 47%.In the second part of the study, the use of sodium salts of carboxylic acids with different chain lengths has been investigated. In this part a summary of the performances and limitations of both mono- and di-sodium carboxylate inhibitors are presented. For mono-carboxylates, the inhibition efficiency reached a maximum value of 95% in stagnant aerated solutions at a chain length of C=4 with a critical inhibition concentration of 6 mM in 10 mM NaCl solution. However the inhibition efficiency gradually decreased as the number of carbon atoms in the chain length increased to more than 8, or less than 4, and this was in agreement with surface hydrophobicity and contact angle results. For lower chain lengths, the carboxylate anion becomes more acidic and complexing of the metal ion while for longer chain lengths, the carboxylate anion becomes less soluble and tends to micellise wherby the active groups are no longer available for surface adsorption. For di-carboxylates the inhibition efficiency improved in 10 mM NaCl at a given chain length compared with mono-carboxylates, and continued to increase to C=8 (sebacate), which achieved excellent inhibition efficiency. However, sebacate is costly so a blend with ethyl hexanoate was found to be economically favoured.

M. Tech. Chemical Engineering. / Discusses the effect of ferrous gluconate (FG) and zinc gluconate (ZG) as novel corrosion inhibitors on the corrosion rate of mild steel and aluminium alloy in 3.5% NaCl and 0.5 M H2SO4 media was investigated by electrochemical and weight loss techniques. The effect of inhibitor concentration was investigated. The concentration of these inhibitor ranges from 0.5 to 2.0% g/v at a temperature of 28OC. The synergetic effect of these inhibitors was also studied. High resolution scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectroscopy (HR-SEM/EDS) and Raman spectroscopy was used to characterize the surface morphology of the metals before and after corrosion. Experimental results revealed that ferrous gluconate and zinc gluconate in 3.5% NaCl and 0.5 M H2SO4 solution decreased the corrosion rate at the different concentrations studied. Maximum inhibition efficiency of 100% was achieved for mild steel at 0.5% g/v concentration of FG, 0.5% g/v concentration of ZG and 1.5% g/v synergetic of FG + ZG in 3.5% NaCl solution. Similarly, 100% inhibition efficiency was obtained for aluminium alloy at different media studied (3.5% NaCl and 0.5 M H2SO4). The experimental results obtained from potentiodynamic polarization method showed that the presence of FG and ZG in 3.5% NaCl and 0.5 M H2SO4 solutions decreases the corrosion current densities (icorr) and corrosion rates (CR), and increases the polarization resistance (Rp). It was observed that the inhibitor efficiency depends on the corrosive media, concentration of the inhibitor and the substrate material. The adsorption characteristics of FG and ZG were best described by the Langmuir and Freundlich isotherms. Good correlation exists between the results obtained from both polarization and weight loss methods.

M. Tech. Engineering Metallurgy. / Aims to improve the mechanical and chemical properties of mild steel, by developing highly corrosion resistant surface coatings of zinc-aluminum using the electro-deposition techniques. Properties that are targeted are specifically hardness, wear and corrosion resistances.

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D. Tech. Chemical, Metallurgical and Materials Engineering / Discusses the objective of this present study is to manufacture particulate-strengthening Zn-Al-SnO2-TiO2 composite alloy on mild steel from chloride and sulphate baths with the target of improving mechanical and anti-corrosion, wear properties for automotive and decorative applications. Sub-Objectives:To study the effect of Zn-Al-SnO2-TiO2 composite properties on mild steel substrate To investigate the novel multifunctional thin films evolution formed on mild steel and their tribological properties. To investigate thermo-mechanical recrystallization behaviour and its thermal instability.To study the anti-corrosion resistance performance of the electrofabricated quaternary Zn-Al-SnO2-TiO2 coatings.To draw attention to the functional processing parameters of Zn-Al-SnO2-TiO2 produced coatings for high durability.

<p align="justify">Le but de ce travail a été l'étude de la technique d'électropolymérisation en vue d'obtenir les meilleurs films possibles pour l'application de protection contre la corrosion de métaux non nobles, par formation à leur surface de films de polymères.</p><p><p align="justify">Une étude bibliographique des divers cas déjà envisagés dans la littérature nous a permis de nous faire une opinion sur les composés susceptibles de présenter un intérêt et de choisir ceux que nous allions étudier. Cette étude bibliographique est assez volumineuse, de nombreux cas ayant été abordés par divers groupes de chercheurs partout dans le monde. Chacun des laboratoires s'est attaché à l'étude d'une propriété ou d'un paramètre particulier et il est assez difficile de synthétiser ces résultats. Nous avons relevé la liste des paramètres importants ayant une influence tant au point de vue des propriétés de conductivité des dépôts obtenus qu'en ce qui concerne leurs propriétés mécaniques, leur morphologie et leur adhérence au substrat. Ces paramètres comprennent la nature du substrat sur lequel on réalise l'électropolymérisation, le type de solvant, le type et la concentration en électrolyte support dans la solution, la concentration en monomère, les conditions de synthèse (mode potentiostatique, intensiostatique ou balayage en potentiel, durée de maintien du potentiel ou de la densité de courant, valeur de ce potentiel ou de cette densité de courant ou encore vitesse du balayage en potentiel, température), etc. Il faut d'ailleurs signaler qu'il existe bien entendu des influences croisées, entre autres entre la morphologie, la conductivité, la couleur et le taux de dopage.</p><p><p align="justify">Le choix d'un composé doit se faire en tenant compte des propriétés intrinsèques et de l'usage que l'on veut faire du polymère obtenu. Le choix des paramètres de synthèse devra résulter d'un compromis puisque plusieurs propriétés des films sont influencées en sens divers par ces paramètres. Par exemple, une structure plus régulière, et donc a priori plus conductrice, semble être obtenue par augmentation de la taille du contre-ion dopant dans le cas du pyrrole, mais le changement de nature du contre-ion peut également faire varier le taux d'insertion de ceux-ci dans le polymère, facteur qui aura aussi un effet sur la conductivité et sur la morphologie du film formé. Le type de substituant et sa position sur le monomère sont aussi à prendre en considération.</p><p><p align="justify">Le premier composé envisagé dans la partie expérimentale est la 2-vinylpyridine. Ce cas a été choisi parce qu'il s'agissait d'une électropolymérisation par réduction, méthode qui nous paraissait intéressante puisqu'elle présente l'avantage d'éviter tout risque d'oxydation du substrat lors de la formation du film. La réaction secondaire de dégagement d'hydrogène simultanée à la formation du film nous a cependant conduit à la conclusion que ce procédé n'offrait pas que des avantages.</p><p><p align="justify">Les films de poly-2-vinylpyridine formés semblent être constitués de polymères à assez faible degré de polymérisation et relativement adhérents au substrat métallique, mais présentent l'inconvénient d'être poreux et irréguliers du fait du dégagement d'hydrogène gazeux au cours du processus de synthèse. Ils sont constitués principalement de carbone et d'azote, et ce dans un rapport proche de celui du monomère. D'après les comparaisons des spectres infrarouge et ultraviolet de ces films avec ceux de poly-2-vinylpyridines obtenues par voie chimique, il s'agirait bien de ce composé. Bien que notre but n'était pas de déduire le mécanisme conduisant à la formation du polymère, nous avons pu déterminer que la réduction conduisant à la formation de ces dépôts nécessitait un échange d'un électron par molécule de monomère présente dans la chaîne polymérique. La conductivité électronique des films est faible. Leur croissance aurait plutôt lieu par un mécanisme ionique dans lequel des molécules de monomère pourraient diffuser au travers de la couche polyédrique déjà formée et qui, une fois chargées, pourraient soit se combiner à d'autres monomères au niveau du substrat, soit diffuser dans le film et aller former du polymère à sa surface, au contact de la solution d'électropolymérisation.</p><p><p align="justify">Parmi les composés qui peuvent être obtenus lors d'une électropolymérisation par oxydation, nous avons choisi le pyrrole qui nous a semblé particulièrement intéressant pour une application de protection vis-à-vis de la corrosion de l'acier doux. Ce dérivé hétéroaromatique possède en effet, par rapport à ses homologues thiophène et furanne, un potentiel d'oxydation relativement peu élevé, c'est-à-dire peu anodique. Il est de plus bien soluble dans des milieux aqueux et possède de bonnes propriétés d'adhérence pour autant qu'il soit formé en présence d'électrolyte conduisant à la passivation du fer. Son électropolymérisation n'est pas inhibée par la présence d'eau comme c'est le cas du thiophène. Les propriétés mécaniques du polypyrrole, meilleures que celles de la polyaniline qui est également obtenue par oxydation électrochimique, constituent également un élément en sa faveur.<p>Parmi les solutions dignes d'intérêt pour la polymérisation électrochimique de ce monomère, le cas de la solution aqueuse d'acide oxalique s'est révélé particulièrement intéressant. Elle permet en effet la formation d'un film passivant d'oxalate de fer sur le substrat, suivie d'un dépôt polymérique très adhérent, noir et conducteur.</p><p><p><p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished