Présentation
Auteur(s)
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Patrick BENABEN : Docteur Ingénieur - Chef du Département de traitements de surface - École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne
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Frédéric DURUT : Docteur - Département de recherche sur les matériaux nucléairesCentre d’études atomiques de Valduc
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les dépôts électrolytiques de nickel, réalisés par électrolyse de solutions aqueuses de différents types de sels suivant l’application envisagée et les caractéristiques des dépôts que l’on cherche à produire, représentent une activité industrielle importante : la consommation de nickel électrolytique est largement supérieure à la consommation des autres métaux classiquement utilisés industriellement pour les autres types de revêtements électrolytiques tels que le cuivre, le chrome, le zinc...
Le dépôt de nickel combiné avec un dépôt de chrome est le revêtement de surface le plus courant pour conserver un aspect décoratif aux pièces revêtues. Depuis le développement des bains de nickelage brillant, le nickel est également très utilisé directement sans opération mécanique de polissage en sous-couche associé avec le chrome pour des applications variées : ameublement, plomberie, décoration, automobile, articles de sport... Bien que ses reflets soient différents de ceux du chrome électrodéposé (décelable par les yeux habitués), une similitude dans l’aspect favorise aussi son utilisation en sous-couche pour pallier d’éventuels défauts lors du chromage décoratif ou qui peuvent apparaître durant l’utilisation.
Avec d’autres métaux plus nobles (palladium, rhodium, platine ou or), il était largement utilisé en bijouterie jusqu’à ce qu’il soit suspecté d’être à l’origine de troubles de la santé. Son interdiction en tant que sous-couche rend la mise au point de procédé de substitution nécessaire et des études sont en cours.
D’autres applications de dépôts de nickel sont réalisées, toujours en sous- couche, en particulier dans le domaine de la connectique ou il sert de base aux dépôts de métaux tels que l’or en particulier pour éviter la diffusion dans le substrat et pour des raisons de coût.
Enfin, le nickel électrolytique est utilisé en dépôts très épais (plusieurs centaines de micromètres) dans le domaine de l’électroformage, par exemple pour la fabrication de moules, ou dans le domaine du rechargement pour reprendre les cotes de certaines pièces en complément ou en parallèle des méthodes de projection thermique ou de soudure.
Dans ce premier article sont traités les principes généraux du nickelage, la préparation des surfaces, la structure, les propriétés et les applications des dépôts. La mise en œuvre du nickelage électrochimique fait l’objet d’un deuxième article.
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1983 par Yves BADÉ
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Présentation
1. Généralités
Le nickel, métal gris blanc à reflets jaunes connu depuis des siècles (fabrication d’armes et de monnaie) n’a pourtant été isolé qu’en 1751 par le chimiste suédois Axel Frédérick Cronstedt. Il se trouve présent dans le manteau et noyau terrestre (sous forme essentiellement de sulfures, oxydes ou silicate) ou allié au fer dans certaines météorites. Les gisements (exploités) les plus importants se situent au Canada (région de Sudbury), en Nouvelle Calédonie (le découvreur français Jules Garnier a donné son nom au minerai : la Garniérite, (Ni, Mg) SiO3.n H2O), en ex-URSS et en Australie.
Son utilisation en tant que métal pur se trouve essentiellement comme composant d’accumulateurs (associé avec d’autres métaux tels que le cadmium), sous forme de fils (pour les toiles métalliques par exemple), dans les pièces de monnaie ou en tant que catalyseur d’hydrogénation ou de chloration (nickel réduit de Paul Sabatier ou de Raney).
Sous la forme d’alliages métalliques, les applications sont nombreuses : le nickel est un des éléments d’addition le plus répandu aussi bien à des teneurs élevées qu’à des faibles concentrations.
L’amélioration des propriétés vise essentiellement à obtenir des alliages avec des caractéristiques particulières :
-
alliages à faible dilatation (Invar) ;
-
alliages à caractéristiques magnétiques définies ;
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alliages à faible conductivité (Constantan) ;
-
alliages résistant à la corrosion (aciers inoxydables) ;
-
alliages résistant à chaud à l’oxydation et au fluage.
Actuellement en 2002, la production mondiale de nickel est de l’ordre de 800 000 tonnes ; elle était de l’ordre de 350 000 tonnes en 1960 et est passée par un maximum d’environ 1 000 000 de tonnes en 1990.
1.1 Caractéristiques physico-chimiques du nickel
Elles sont données dans le tableau suivant.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - POURBAIX (M.) - Atlas d'équilibres électrochimiques à 25 C - . Gauthier-Villars & Cie Éditeur, Paris, 1963.
-
(2) - Manuel des traitements de surface à l’usage des bureaux d’études - . CETIM, 1987.
-
(3) - DEVARAJ (D.), SESHARI (S.K.) - Pulsed electrodeposition of Ni - . Plating and Surface Finishing, p. 62-66, juin 1996.
-
(4) - GROSHART (E.C.) - Preparation of basis metals for plating - . Metal Finishing, Guidebook and Directory Issue, p. 189-200, 1998.
-
(5) - LACOURCELLE (L.) - Traité de galvanotechnique - . Galva-Conseils Édition, 1996.
-
(6) - WERY (M.) - Dégraissage - . Techniques de l'Ingénieur, [M 1 450], Traité Traitement des métaux, 12-1998.
-
...
ANNEXES
1 Fournisseurs (produits et/ou matériels)
(liste non exhaustive)
ATOTECH France
AMPERE INDUSTRIE
BAYER SA
CAPOL Procédés
CHAMPOISEAU SA
CORELEC (Sté)
COVENTYA SAS
ELECTRO FINISH (Sté)
ENGELHARD CLAL
EUROGALVA
FIEF
DALIC
ENTHONE SAS
L.C. Système
LORILLEUX (Ets)
MAC DERMID FRAPPAZ SA
MÉTAUX et CHIMIE
MICRONICS SYSTEMS
PROLECTRO (Sté)
UNISIDA
SIFCO Selective Plating France
HAUT DE PAGE
CEFRACOR : Centre Français de l’ Anticorrosion
C.E.M. : Cercle d’Études des Métaux
CETIM : Centre Technique des Industries Mécaniques
IFETS : Institut Français de l’Environnement et des Traitements de Surface
S.A.T.S. : Syndicat National des Entreprises d’Applications...
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