Etude de l'effet de la substitution aluminium-gallium sur la structure grenat y#3al#5#-#xga#xo#1#2 de l'etat liquide au solide cristallise ou vitreux : apports respectifs de la rmn et de l'absorption x

par NATHALIE GAUTIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de J.-P. COUTURES.

Soutenue en 1996

à Orléans .

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  • Résumé

    Les monocristaux de grenat y#3al#5o#1#2 (yag) sont utilises dans des applications de haute technologique (matrice laser). Cependant leur synthese reste encore tres delicate. En effet une surchauffe de 50c au dela de la temperature de fusion (1950c) conduit a une solidification hors equilibre de y#3al#5o#1#2, responsable de la formation de polycristaux: perovskite yalo#3 et alpha-al#2o#3. Un systeme de chauffage en levitation aerodynamique supprimant toute interaction echantillon/support, a permis d'elaborer plusieurs produits par solidification hors equilibre selon la vitesse de refroidissement: le melange biphase p-yalo#3/alpha-al#2o#3, le grenat et le verre. Etant donne que la vitesse de refroidissement du liquide y#3al#5o#1#2 regit la structure finale du compose, des observations microscopiques du liquide ont ete realisees par rmn #2#7al haute temperature, afin de detecter des etats distincts du liquide donnant lieu a ces differents produits. La spectroscopie de resonance magnetique nucleaire qui sonde l'environnement local d'un noyau, a ete couplee avec un procede de levitation aerodynamique. Elle renseigne sur la structure et la dynamique de l'etat liquide, c'est un outil de choix pour suivre le refroidissement libre du liquide. Cette etude a ete etendue aux composes mixtes y#3al#5#-#xga#xo#1#2 (x = 0. 5, 1) pour lesquels une diminution de l'aptitude a vitrifier a ete observee lorsque le taux de gallium augmente dans la composition. D'autre part, une analyse structurale a temperature ambiante des grenats mixtes y#3al#5#-#xga#xo#1#2 (0 < x < 5) a ete effectuee par diffraction des rayons x, rmn de #2#7al, #6#9#-#7#1ga et #8#9y et absorption des rayons x (exafs) au seuil k du gallium et de l'yttrium. Ces deux dernieres spectroscopies etant sensibles a l'ordre local des atomes, ont permis l'observation des deformations de sites, dues a la legere difference de taille entre al#3#+ et ga#3#+ (al#3#+ < ga#3#+ de 0. 09 a)


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  • Détails : 186 P.
  • Annexes : 104 REF.

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